Астрономы получили первое четкое изображение компаньона Бетельгейзе

Бетельгейзе, известная также как альфа Ориона, является одной из самых ярких звезд на небосклоне. Эта красная сверхгигантская звезда расположена на расстоянии от 400 до 550 световых лет от Земли и обладает массой, в 14 раз превышающей солнечную. Несмотря на свою яркость, Бетельгейзе сравнительно молода, её возраст составляет около 10 миллионов лет. Это означает, что звезда быстро эволюционировала от протозвезды до красного гиганта, которым она является сегодня. Вскоре, в течение следующих 100,000 лет, Бетельгейзе должна взорваться как сверхновая.

Астрономы проявляют большой интерес к Бетельгейзе и наблюдают за ней на протяжении десятилетий, используя многоволновые детекторы как на Земле, так и в космосе. Однако, яркость звезды и её пульсации затрудняли точное определение её диаметра. Яркость Бетельгейзе скрывала возможных компаньонов, которые могли бы быть слишком тусклыми для наблюдения. На протяжении многих лет астрономы подозревали, что за яркостью звезды скрывается секретный компаньон. Хотя другие телескопы и методы находили намеки на его существование, до недавнего времени не было убедительных доказательств.

Это изображение является цветным композитом, созданным на основе данных из Digitized Sky Survey 2 (DSS2). Поле зрения составляет примерно 2.0 x 1.5 градуса. Предоставлено ESO/Digitized Sky Survey 2. Благодарность: Давиде де Мартин.

Недавно астрономы, использующие Очень Большой Телескоп в Чили, впервые получили четкое изображение компаньона Бетельгейзе. Этот компаньон, названный Бетельгейзе B и получивший прозвище Сивара, имеет массу от 2 до 3 солнечных масс, как сообщает астроном Мигель Монтарж, возглавлявший команду наблюдений. "Это заключение столетнего поиска," — отметил Монтарж. — "Честно говоря, я думал, что у нас нет чувствительности для обнаружения Бетельгейзе B, как это было предсказано. Поскольку он более массивный, чем предсказывалось, мы его увидели!" Ранее считалось, что масса компаньона примерно равна солнечной, но новые наблюдения показали, что он в 2-3 раза массивнее.

Это изображение, сделанное с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) ESO, показывает самое четкое изображение, когда-либо полученное, вероятно, Бетельгейзе B (прозвище Сивара), звезды, вращающейся вокруг Бетельгейзе. Изображение было сделано с использованием инструмента SPHERE в декабре 2024 года, когда компаньон находился на максимальном расстоянии от Бетельгейзе, наблюдаемом с Земли. Круг указывает на размер Бетельгейзе, который был удален. Яркий источник слева, отмеченный перекрестием, соответствует Бетельгейзе B. Кредит: ESO/M. Montargès et al.

Поиск компаньона Бетельгейзе

Астрономы давно подозревали, что у Бетельгейзе есть компаньон, и находили обнадеживающие доказательства этого. Однако его трудно было заметить из-за яркости Бетельгейзе и изменений в её свете. Бетельгейзе окружена асимметричной оболочкой материала, выброшенного в процессе её старения. Это нормальное явление для сверхгигантов, поскольку звезда перестала сливать водород в своём ядре, что привело к выбросу массы материала вокруг звезды.

Инфракрасный вид Бетельгейзе, полученный с помощью камеры VISIR на Очень Большом Телескопе в Чили. Он показывает объем материала, выбрасываемого в космос по мере старения Бетельгейзе. Эта потеря массы является критической частью её звёздной эволюции. Маленький красный круг в центре имеет диаметр примерно в четыре с половиной раза больше орбиты Земли и представляет собой местоположение видимой поверхности Бетельгейзе. Чёрный диск соответствует очень яркой части изображения, которая была замаскирована, чтобы позволить увидеть более тусклую туманность. Предоставлено ESO/P. Kervella.

Бетельгейзе является переменной звездой, что приводит к изменениям её яркости со временем из-за колебаний её размера и температуры. В 2019 году наблюдатели заметили, что Бетельгейзе неожиданно потускнела. Данные с телескопа Хаббл показали наличие плотного материала, движущегося через атмосферу Бетельгейзе и выбрасываемого в космос. Наблюдатели пришли к выводу, что при охлаждении горячего материала образовался облако пыли, временно блокирующее свет звезды. Астрономы также предположили, что пятна на звезде могли затемнять её. Такие изменения в яркости, вероятно, затруднили обнаружение компаньона. Более поздние наблюдения Хаббла показали наличие сильных доказательств следа плотного газа, закручивающегося в атмосфере Бетельгейзе, вызванного Бетельгейзе B/Сиварой, когда он вращается вокруг общего центра тяжести с самой Бетельгейзе.

Бетельгейзе B был непосредственно изображен, несмотря на яркость Бетельгейзе, когда астрономы использовали инструмент SPHERE на VLT ESO. Команда применяла экстремальную адаптивную оптику и затем выполняла обработку изображений. Хотя компаньон определенно существует, астрономы ещё не установили, связан ли он гравитационно с Бетельгейзе. Бетельгейзе B, по всей видимости, является молодой звездой главной последовательности типа B с массой от 2.6 до 3.1 солнечных масс.

Наблюдение системы Бетельгейзе

VLT стал первым телескопом, который непосредственно изобразил звезду, но другие телескопы также пытались увидеть компаньона, включая телескоп Gemini North на Гавайях. Согласно словам соавтора исследования Энтони Бокалетти, дополнительные наблюдения помогут подтвердить открытие. "Это замечательно видеть, как SPHERE и продвинутые методы постобработки, изначально разработанные для поиска экзопланет, также отлично справляются с обнаружением компаньона вокруг массивной, эволюционирующей звезды, такой как Бетельгейзе," — отметил Бокалетти. "Чтобы быть уверенными, что компаньон действительно существует, нам нужно будет наблюдать его через год с другой стороны звезды, но сомнений остается очень мало," добавил Монтарж.

Недавний период потускнения Бетельгейзе вызвал множество вопросов о её жизненном цикле. Астрономы предположили, что звезда может находиться на грани взрыва сверхновой. Открытие облаков пыли уменьшило некоторые из этих спекуляций, и сейчас кажется, что звезда не собирается разрушаться в ближайшее время.

Наличие компаньона побудило астрономов исследовать, как он может повлиять на предполагаемый взрыв сверхновой Бетельгейзе. "Вопрос о том, повлияет ли этот компаньон на эволюцию красного сверхгиганта, остается открытым," — сказал Монтарж.

Если эволюция Бетельгейзе пойдет по ожидаемому сценарию, в течение следующих 100,000 лет она пройдет через катастрофическую фазу потери массы, и то, что останется, коллапсирует на ядро звезды. Это приведет к сжатию ядра в остаток — возможно, нейтронную звезду или даже черную дыру. Свет от взрыва осветит наши ночные небеса на несколько месяцев, прежде чем потускнеть. Компаньон может быть полностью уничтожен взрывом, или, возможно, остаток его также выживет. В данный момент астрономы продолжают наблюдение за Бетельгейзе и её компаньоном, чтобы окончательно подтвердить существование, характеристики и влияние Сивары на её более крупного компаньона, пока Бетельгейзе медленно движется к старости.