Astrofyzika Čo je v skutočnosti na humbuku Betelgeuse - spektra vedy
Astrofyzika: Čo je v skutočnosti na humbuku Betelgeuse
Bola by matkou všetkých nebeských okuliarov: Betelgeuse v súhvezdí Orion, zvyčajne jedna z najvýznamnejších hviezd na oblohe, by sa stala supernovou. Výbuch hviezdy, taký jasný ako spln, by noc zreteľne rozjasnil po celé dni. Pre laikov by to bol pôsobivý prírodný úkaz, pre astronómov udalosť storočia: Vo vzdialenosti iba 650 svetelných rokov by bola explózia najbližšou supernovou, aká bola kedy pozorovaná, a prvou v našej Mliečnej ceste za viac ako 400 rokov.
Spúšťačom špekulácií je neobvyklé stmavnutie Betelgeuse, ktoré tvorí Orionovo ľavé rameno. Spravidla medzi desiatimi najjasnejšími hviezdami na oblohe sa medzi októbrom a decembrom 2019 posunula na 21. miesto. Odvtedy trend pokračoval: Betelgeuse dnes dosahuje iba 25 percent svojej obvyklej svietivosti. Je to najprudšia strata jasu, pretože systematické pozorovania sa začali približne pred 50 rokmi.
Tesne pred supernovou?
Na prvý pohľad sa zdá byť bezprostredná smrť hviezd úplne vierohodná: Betelgeuse je nepochybne v posledných fázach svojej existencie; Hviezda červeného obra skôr alebo neskôr spojí všetky atómové jadrá hélia vo vnútri a vytvorí uhlík - a potom sa jeho jadro zrúti a spustí supernovu typu II.
Skutočne sa to však stane v blízkej budúcnosti, o pár mesiacov alebo rokov? Odborníci považujú za oveľa pravdepodobnejší iný scenár: Betelgeuse by mohla svietiť mnoho tisíc rokov, súčasné zatemnenie by potom bolo iba náhodnou superpozíciou miním niekoľkých bežných cyklov jasu. Zostávajú však pochybnosti - čo je tiež dôsledkom histórie pozorovania obrovskej hviezdy.
Astronómovia to intenzívne študovali celé desaťročia; jeden by si mohol myslieť, že jeho vlastnosti sú obzvlášť dobre pochopené. Ale je to opačne - a paradoxne je na vine jeho relatívna blízkosť v kombinácii s jeho obrovskou veľkosťou. Keby bola Betelgeuse v strede našej planetárnej sústavy namiesto slnka, takmer by sa rozšírila na obežnú dráhu Jupitera.
Na pozemskej oblohe sa objavuje v uhle okolo 50 tisícin oblúka. Vďaka tomu je hviezda taká veľká, že Hubblov vesmírny ďalekohľad, veľmi veľký ďalekohľad (VLT) alebo veľké milimetrové/submilimetrové pole Atacama (ALMA) ju rozpoznávajú ako malý disk. Na oblohe je to však väčšie množstvo ako ročná paralaxa - zjavný posun polohy, v ktorej je Betelgeuse na oblohe, z opačných bodov na obežnej dráhe Zeme.
Výsledkom je, že odborníci môžu iba zhruba odhadnúť našu vzdialenosť od červeného obra: Namiesto 650 by to mohlo byť len 500 alebo 800 svetelných rokov. Ale prakticky všetky dôležité parametre hviezdy, ako je jej skutočná veľkosť, svietivosť a hmotnosť, sú odvodené od vzdialenosti. Ich nepresnosti sa primerane šíria, čo veľmi sťažuje spoľahlivé vyhlásenia o Betelgeuse. To platí aj pre bod, ktorý hviezda dosiahla vo svojom doterajšom vývoji.
100 000 rokov do veľkého tresku
Prinajmenšom existujú náznaky súčasného stavu vývoja: Podľa rozsiahlych počítačových simulácií z roku 2016 by mala byť Betelgeuse momentálne na začiatku fázy spaľovania hélia: Vodík, primárne palivo hviezdy, už v jadre došiel a pokračuje sa iba v obale okolo jadra. fúzovaný s héliom. Spaľovanie hélia by preto mohlo pokračovať státisíce rokov.
Až keď sa hélium v jadre vyčerpá, Betelgeuse sa skutočne blíži ku koncu. Následné spaľovanie uhlíka by malo trvať asi 1 000 rokov, následné spaľovanie neónov a kyslíka iba jeden rok, kremíka asi deň. Presné časy závisia okrem iného od množstva palív a ich miešania, ktoré nie sú známe.
Ak je v jadre iba železo, veci idú strmo dole: Kov sa už nedá spojiť s ešte ťažšími prvkami so ziskom energie, a preto gravitácia získava prevahu: Jadro hviezdy sa zrúti za zlomok sekundy na iba 10 až 20 kilometrov veľká neutrónová hviezda a vysiela gravitačné vlny a tony neutrín. Vrstvy vyššie strácajú zem pod sebou a narážajú na neutrónovú hviezdu, na povrch ktorej sa odrážajú ako nepreniknuteľná stena a prúdia smerom von ako obrovská rázová vlna - začiatok supernovy.
Nathan Smith z Arizonskej univerzity, expert na túto fázu života hviezd, varuje pred prílišnou váhou týchto simulácií: „Takéto modely pomáhajú pochopiť hviezdny vývoj, sú však založené na mnohých neistých vstupných údajoch, parametroch a fyzike. Procesy, ktoré sa môžu ukázať ako nesprávne. Nie sú preto vhodné na predpovedanie. ““
Z tohto dôvodu si nie je istý, či Betelgeuse bude na oblohe svietiť ešte mnoho rokov alebo či sa to čoskoro skončí. Avšak špekulácie o tom, že supernova bezprostredne hrozí, popisuje ako „zbožné želanie“. "Len toho zatiaľ nevieme dosť, aby sme mohli s istotou povedať, v ktorej fáze horenia je hviezda ako Betelgeuse," hovorí Smith. „Preto nemôžem vylúčiť možnosť, že Betelgeuse vybuchne zajtra alebo o 200 000 rokov.“