Звезда-гигант Бетельгейзе рассыпается в пыль

Группа астрономов, работающих под руководством Алекса Лобеля (Alex Lobel) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA), сообщила на 203-й встрече Американского астрономического общества (American Astronomical Society) в Атланте о проводимых с помощью космического телескопа "Хаббл" (Hubble) наблюдениях процессов, протекающих в атмосфере близкой к нам гигантской звезды Бетельгейзе.

Удалось непосредственно разглядеть раскаленный газ, исторгаемый из бурлящей звездной атмосферы на расстояния гораздо большие, чем в случае любой другой известной астрофизикам звезды. С этим исторгнутым из звезды и остывающим горячим газом связаны довольно сложные процессы, протекающие во вздутых верхних слоях атмосферы Бетельгейзе.

  Бетельгейзе - это альфа Ориона, седьмая по яркости звезда, видимая в северном полушарии, она представляет собой красный сверхгигант, удаленный от Солнца на расстояние в 425 световых лет (раньше указывалось расстояние в 500-600 световых лет, в любом случае это один из самых близких наших соседей такого рода). Ее название происходит от арабского "байт ал-джауза" - "плечо (или подмышка) охотника" - это соответствует тому месту, которое занимает звезда на рисунках зимнего созвездия Ориона. Бетельгейзе относится также к классу полуправильных переменных звезд, так как ее яркость нерегулярно колеблется между 0,4 и 0,9 звездными величинами с периодом около 5-6 лет. "Хабблом" 3 марта 1995 года в ультрафиолетовом свете была получена первая фотография ее поверхности, причем это изображение может считаться вообще первой фотографией диска звезды, отличной от Солнца (когда-то ученые в случае звезд имели дело только с "точечными" источниками излучения). Поверхность Бетельгейзе холоднее поверхности Солнца, а масса и объем - гораздо больше. Фотосфера Бетельгейзе имеет примерно такой же размер, как орбита Юпитера.

Новые наблюдения с использованием сверхчувствительного спектрографа STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), установленного на "Хаббле", показывают, что разогретая хромосфера Бетельгейзе простирается на расстояние, которое более чем в пятьдесят раз превышает ее радиус в видимом свете, то есть ее размеры в пять раз больше, чем орбита Нептуна. Хромосфера - это внутренний слой атмосферы звезды, располагающийся между фотосферой и короной. Изредка мы можем самым непосредственным образом наблюдать хромосферу нашего Солнца - она видна как тонкая красноватая линия во время полного солнечного затмения, - впрочем, размер солнечной хромосферы, в отличие от Бетельгейзе, не превосходит нескольких процентов от радиуса нашего светила.

STIS обнаружил спектральные следы некоторой части горячего газа во внешних, относительно холодных, отдаленных и "пыльных" местах гигантской атмосферы Бетельгейзе. Проделанные наблюдения могут помочь описать механизмы формирования и поддержания подобных разогретых газовых оболочек вокруг многих других красных и желтых звезд, включая и Солнце. Бурлящая хромосфера выбросает газ на одной стороне звезды, в то время как на другой он вновь обрушивается на звезду, напоминая картинки, возникающие в игрушечной заполненной маслом "лава-лампе".

Новые спектры, полученные STIS в ультрафиолетовом диапазоне, показывают, что сильно удаленные части хромосферы содержат газ, нагретый до более чем 4220 градусов Фаренгейта (2600 кельвинов). Холодные слои, граничащие с газом, однако, имеют температуру не свыше 2240 градусов Фаренгейта (1500 K). Более высокие температуры уничтожили бы частицы пыли, которые излучают в инфракрасном спектре на большом удалении от сверхгиганта.

"Верхние слои хромосферы Бетельгейзе уходят в огромное облако из холодной пыли, обращающееся вокруг этой сверхгигантской звезды. Основываясь на наших базовых знаниях о формировании хромосферы, мы стараемся объяснить, как этот разогретый газ оказывается так далеко в космосе. Подавляющая часть газа там имеет температуру ниже 2000 градусов по Фаренгейту из-за пыли, однако к этому газу очевидно добавляется намного более горячий ионизированный газ из хромосферы вблизи поверхности звезды", - сказал Лобель.

Астрономы рассматривали несколько возможных объяснений одновременного присутствия горячего и холодного газа в верхней хромосфере этой гигантской звезды. Одно из возможных объяснений привлекает механизм ударных волн, которые возникают в хромосфере. В этом случае газ сжимается и разогревается под воздействием фронта такой ударной волны. Эти удары несут с собой достаточную энергию, чтобы нагреть большой объем газа, причем очень высоко над поверхностью сверхгиганта. Температура падает настолько быстро, что зерна пыли могут успеть сформироваться прежде, чем будут полностью разрушены последующими волнами. Когда большие объемы теплого и холодного воздуха сталкиваются в земной атмосфере, образуются разрушительные тропические штормы, способные швырять автомобили как пушинки. По той же причине хромосфера Бетельгейзе имеет столь высокую турбулентность. Спектры STIS показывают, что скорость турбулентности превышает локальную скорость звука. Эта сверхзвуковая турбулентность может быть следствием волновых ударов или обмена энергией между недавно обнаруженным разогретым и холодным газом.

Другая возможная модель не обращается к механизму ударных волн для описания осцилляций хромосферы. Части бушующей поверхности звезды иногда очень сильно "выпирают" в различных направлениях, проникая разогретыми факелами в холодную пылевую оболочку. На больших расстояниях от поверхности плотность холодной атмосферы очень сильно падает, что и препятствует быстрому поглощению окружающим газом того тепла, которое приносят более теплые "факелы".

Астрономы теперь планируют с помощью новых высокоточных наблюдений выяснить, простираются ли хромосферы других ближайших сверхгигантов также далеко в космос. "Мы надеемся, что дополнительные наблюдения подтвердят присутствие разогретого газа на расстояниях в пятьдесят звездных радиусов", - говорит Джейсон Офденберг (Jason Aufdenberg), принимавший участие в исследованиях.

Так как Бетельгейзе является массивным красным сверхгигантом, то неотвратимо приближается конец ее жизни, и вскоре она взорвется как сверхновая. Впрочем, и сейчас в тех местах несладко, так что остается объяснять лишь причудой или простой любовью к красивым названием обычай многочисленных авторов научной фантастики отправлять в те края космические корабли для поиска планет и жизни на них. Например, так "повезло" профессору Антелю и его спутникам из знаменитого романа Пьера Буля "Планета обезьян". В окрестностях Бетельгейзе они не только отыскали целых четыре планеты (увы, не заметив при этом десяток-другой прочих, описанных зато коллегами-фантастами), но и убедились в том, что вторая из этих планет, Сорора, поразительно похожая на Землю, "двигается по орбите, близкой к земной" и населена разумными обезьянами и дикими людьми. Обитаемы окрестности Бетельгейзе в романах Роберта Силверберга (там водятся то ли синелицые негодяи, то ли классические маленькие зеленые человечки), Дугласа Адамса (это вообще песня), Энна Маккефри, Пола Андерсена, Альфреда Бестера, Эдмунда Гамильтона, Клиффорда Саймака и у многих, многих других. Согласно Брюсу Стерлингу вокруг этой звезды кружит миллион планетоидов, а ироничный Станислав Лем в Путешествиях Ийона Тихого ведет речь даже о Союзе Звезд Бетельгейзе. Если верить Александру Бушкову, тамошние обитатели - величиной с крысу и размножаются "каким-то идиотским способом", а половую жизнь землян изучают, например, забравшись в череп искусно сделанного подобия молодой шлюхи. На кого они при этом сами похожи, Бушков не уточняет, но если обратиться к авторитету Майкла Муркока, то выясняется, что это просто такие микроскопические собакоподобные твари...