Оказывается, красные гиганты не являются идеальными сферами, а представляют собой постоянно изменяющиеся объекты.
Свежая компьютерная симуляция бросает вызов привычному образу одной из самых знаменитых звезд ночного неба. Бетельгейзе входит в двадцатку самых ярких светил (хотя временами ее затмевают другие) и является красным сверхгигантом – финальной стадией звездной эволюции перед взрывом сверхновой. Обычно мы представляем звезды как огромные плазменные шары. Но новая симуляция показывает, что когда речь заходит о красных гигантах, это полностью неверно.
Бетельгейзе колоссальна в сравнении с Солнцем. Ее радиус как минимум в 640 раз превышает солнечный, а может достигать и тысячи солнечных радиусов. Будь она помещена в Солнечную систему, она простиралась бы дальше орбиты Юпитера. В этом гигантском объеме уместилось бы несколько сотен миллионов солнц, но масса Бетельгейзе составляет около 15 солнечных – что говорит о крайне низкой плотности ее внешних слоев.
Бетельгейзе находится сравнительно близко от нас, всего в 500 световых годах, настолько близко по космическим меркам, что мы можем рассмотреть детали на ее поверхности. Эти детали могут указывать на два явления: либо звезда быстро вращается, либо ее поверхность стремительно меняется. Оба варианта возможны, но каждый требует дополнительных объяснений. Если верна версия с вращением, то причина быстрого вращения – каннибализм.
“Большинство звезд – лишь крошечные точки света в ночном небе. Но Бетельгейзе настолько огромна и близка, что при помощи лучших телескопов мы одни из немногих, кто может наблюдать и изучать ее клокочущую поверхность, – отметила соавтор исследования Сельма де Минк, директор Института астрофизики Макса Планка. – Это почти как научная фантастика, когда мы путешествуем, чтобы увидеть ее воочию. И результаты потрясающие! Если Бетельгейзе и вправду быстро вращается, то, видимо, ей пришлось поглотить небольшую звезду-спутник, вращавшуюся рядом”.
Другой вариант – конвекция, аналогичная кипению воды в кастрюле, создает плазменные пузыри размером с орбиту Земли, которые невероятно быстро поднимаются и опускаются. Поверхность красных сверхгигантов должна непрерывно меняться, но в симулированных сценариях пузыри перемещаются со скоростью около 30 километров в секунду. Симуляции показывают, что сценарий “клокочущей” плазмы способен объяснить кажущееся быстрое вращение звезды примерно в 90% моделируемых случаев. Но для окончательного понимания необходимы дополнительные данные.
Часть данных, собранных массивом ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка) в 2022 году, сейчас анализируется, чтобы пролить свет на эту загадку. Компьютерные симуляции также позволяют делать прогнозы о будущих наблюдениях, что чрезвычайно интригует. В настоящее время Бетельгейзе вновь тускнеет – одно из ее периодических изменений яркости.
“Мы все еще многого не понимаем о гигантских клокочущих звездах вроде Бетельгейзе, – добавил соавтор Андреа Кьявасса, астроном из CNRS. – Как они на самом деле работают? Как теряют массу? Какие молекулы могут образовываться в их выбросах? Почему Бетельгейзе вдруг потускнела? Мы усердно работаем над совершенствованием наших компьютерных симуляций, но нам критически необходимы невероятные данные от таких телескопов, как ALMA”.
Статья, в которой сообщается о результатах, опубликована в The Astrophysical Journal Letters .
Читайте также: Запретные планеты? Теория вступает в противоречие с наблюдениями