Бетельгейзе: красный сверхгигант в созвездии Ориона¶

Бетельгейзе — яркая звезда в созвездии Ориона, представляющая собой красный сверхгигант спектрального класса M1-2 Ia-Iab. Это одна из крупнейших и наиболее ярких звёзд, видимых невооружённым глазом, расположенная на расстоянии примерно 500–700 световых лет от Солнца. Бетельгейзе является девятой по яркости звездой ночного неба и легко узнаваема благодаря своему характерному оранжево-красному цвету, отличающему её от голубовато-белых звёзд пояса Ориона.

¶Физические характеристики

Бетельгейзе — типичный красный сверхгигант, находящийся на поздней стадии звёздной эволюции. Её масса оценивается в 15–20 масс Солнца, а светимость превышает солнечную в 100 000–140 000 раз. Радиус звезды чрезвычайно велик: по разным оценкам, он составляет от 700 до 1000 радиусов Солнца. Если поместить Бетельгейзе в центр Солнечной системы, её поверхность простиралась бы до орбиты Юпитера или даже Сатурна.

Эффективная температура поверхности звезды относительно невысока — около 3500–3600 К, что объясняет её красный цвет. Несмотря на огромную светимость, из-за низкой температуры значительная часть излучения приходится на инфракрасный диапазон. В видимом свете Бетельгейзе имеет видимую звёздную величину, колеблющуюся в пределах от 0,0 до 1,6, что делает её переменной звездой.

¶Переменность

Бетельгейзе классифицируется как полуправильная переменная звезда типа SRc. Её блеск изменяется с несколькими периодами, основными из которых являются периоды около 425 дней и 5,9 года. Амплитуда колебаний яркости может достигать 1,5 звёздной величины. Причины переменности связаны с пульсациями звезды, вызванными неустойчивостью её внешних слоёв, а также с изменением количества пыли, поглощающей излучение.

В конце 2019 — начале 2020 года Бетельгейзе пережила необычное и сильное затемнение, в ходе которого её видимая звёздная величина упала до рекордных 1,6. Это событие вызвало широкий резонанс в научном сообществе и среди любителей астрономии, породив предположения о скором взрыве сверхновой. Однако последующие исследования показали, что затемнение, скорее всего, было вызвано выбросом большого облака пыли, образовавшегося в результате охлаждения вещества, выброшенного звездой.

¶Эволюционный статус и будущее

Бетельгейзе находится на завершающей стадии своей жизни. Она образовалась около 8–10 миллионов лет назад из массивного протозвездного облака и за это время исчерпала водород в своём ядре, перейдя к термоядерному горению гелия и более тяжёлых элементов. В настоящее время в её ядре происходит синтез углерода и кислорода, а в более глубоких слоях — неона, магния и кремния.

Красные сверхгиганты, подобные Бетельгейзе, завершают свою эволюцию коллапсом ядра и взрывом сверхновой типа II. Ожидается, что Бетельгейзе взорвётся в течение ближайших 100 000 лет — по астрономическим меркам это очень короткий срок. В момент взрыва её яркость может достигнуть яркости полной Луны, и звезда будет видна даже днём. После взрыва на месте Бетельгейзе, вероятно, останется нейтронная звезда или чёрная дыра, а вокруг образуется расширяющаяся туманность — остаток сверхновой.

¶Наблюдения и история изучения

Бетельгейзе известна с глубокой древности. Название звезды происходит от арабского выражения «йад аль-джауза», что означает «рука близнеца» или «рука великана» (в зависимости от интерпретации). В китайской астрономии Бетельгейзе входила в состав астеризма Шэнь, а в индийской традиции ассоциировалась с благоприятным знаком.

Первое систематическое описание переменности Бетельгейзе принадлежит английскому астроному Джону Гершелю, который в 1836 году отметил изменения её блеска. В 1920 году американский астроном Альберт Майкельсон с помощью интерферометра на телескопе обсерватории Маунт-Вилсон впервые измерил угловой диаметр звезды, составивший около 0,047 угловой секунды. Это было первое прямое измерение размеров звезды, отличной от Солнца.

Современные наблюдения Бетельгейзе ведутся с использованием самых разных инструментов — от оптических и инфракрасных телескопов до радиоинтерферометров. В 2017 году телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter Array) получил изображения поверхности звезды с беспрецедентной детализацией, выявившие крупные конвективные ячейки и неоднородности яркости. Космический телескоп «Хаббл» зафиксировал гигантский выброс вещества с поверхности звезды, образовавший облако пыли, которое, как полагают, стало причиной затемнения 2019–2020 годов.

¶Значение для астрономии

Бетельгейзе играет важную роль в астрофизике как одна из ближайших и наиболее изученных звёзд на поздней стадии эволюции. Она служит естественной лабораторией для изучения процессов, происходящих в красных сверхгигантах: конвекции, потери массы, пульсаций и образования пыли. Наблюдения за Бетельгейзе помогают уточнять модели звёздной эволюции и предсказывать поведение других сверхгигантов.

Кроме того, Бетельгейзе используется как эталонный объект для калибровки методов измерения звёздных диаметров и расстояний. Точное определение расстояния до неё, выполненное с помощью данных космического телескопа «Гайя» и радионаблюдений, позволило уточнить шкалу расстояний в ближайшей части Галактики.

¶Интересные факты

• Бетельгейзе — одна из немногих звёзд, чей видимый диск может быть разрешён современными телескопами; большинство других звёзд видны как точки даже в самые мощные инструменты.
• Если бы Бетельгейзе находилась на месте Солнца, её поверхность прошла бы за орбиту Марса, а Земля оказалась бы внутри звезды.
• Звезда теряет массу со скоростью около 10⁻⁶ масс Солнца в год, что в миллионы раз превышает потери массы Солнца.
• В 2023 году наблюдения показали, что Бетельгейзе вращается быстрее, чем ожидалось для звезды её размеров, что ставит перед астрономами новые вопросы о механизмах передачи углового момента.