Рождение звезды. В ближайшие месяцы ученые ожидают уникальное астрономическое явление: вспышку суперновой - BBC News Русская служба

• Автор, Мия Тэйлор
• Должность, BBC Future

• 14 апреля 2024

Пока мир следил за полным солнечным затмением 8 апреля, астрономы не спускали глаз с далекого созвездия Северной Короны: там, на расстоянии около 3 тысяч световых лет от Земли, вот-вот должна вспыхнуть новая звезда.

На самом деле Tау Северной Короны (T CrB) — это двойная звездная система: мертвый белый карлик и доживающий свой век красный гигант. По расчетам ученых, вскоре они должны осветить ночное небо яркой вспышкой, различимой с Земли даже невооруженным глазом.

Ожидается, что произойдет это редчайшее космическое явление не позже сентября 2024 года.

Своими глазами увидеть рождение новой звезды — редкая удача, выпадающая не каждому поколению, напоминают в NASA.

Вспышки T CrB происходят с периодичностью около 80 лет, и последний раз это происходило в 1946 году.

«Я весьма взволнован, — признается один из руководителей NASA Уильям Джей Кук. — Эта штука похожа на комету Галлея — та тоже прилетает раз в 75-80 лет, — но новым звездам журналисты уделяют куда меньше внимания».

Почему ученые так уверены в том, что это произойдет?

Автор фото, Getty Images

В большинстве случаев предсказать появление новых звезд невозможно, объясняет Кук, но астрономам известно около десятка «повторных новых».

«Повторная — это новая, которая взрывается с какой-то периодичностью, — говорит он. — Tау Северной Короны — как раз одна из таких звезд».

Но откуда NASA с такой уверенностью знает, что вспышка T CrB произойдет именно в ближайшие несколько месяцев?

Это вопрос наблюдений и математических расчетов. Например, в последний раз вспышка T CrB наблюдалась в 1946 году — 78 лет назад. То есть время уже подходит.

Есть и другой признак того, что T CrB готовится к взрыву, говорит Кук.

«Мы знаем, что перед тем, как стать новой, примерно на год звезда тускнеет, а Tау Северной Короны начала тускнеть еще в марте 2023 года, поэтому мы считаем, что она станет новой не позже конца сентября».

От большинства других новых звезд T CrB отличает именно известная и относительно постоянная периодичность. Именно это делает взрыв звезды таким особенным.

«Учеными открыто немало новых звезд, но большинство из них, как известно, вспыхивают только один раз. Или с такой периодичностью, что мы понятия не имеем, когда это произойдет снова», — объясняет Мередит Макгрегор с кафедры физики и астрономии Университета Джонса Хопкинса.

По словам профессора астрономии Университета Висконсин-Мэдисон Ричарда Таунсенда, периодичность вспышек новой звезды может составлять от года до миллионов лет.

Из-за чего происходит вспышка?

Экспертам NASA известно не только то, когда произойдет взрыв T CrB, но и почему такие взрывы происходят.

Белый карлик T CrB существует в бинарной системе, то есть это одна из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга (точнее — вокруг общего центра масс). Вторая — красный гигант.

Белые карлики обладают массой, сопоставимой с солнечной, но диаметр их примерно в 100 раз меньше, что делает их сравнимыми по размеру с Землей. Большая масса и небольшой размер вместе дают высокую плотность и очень сильную гравитацию.

Когда красный гигант в системе T CrB выбрасывает вещество, гравитация карлика как бы «подбирает» его, укладывая на своей поверхности. Так происходит годами, пока в очередной раз не накопится какая-то критическая масса и плотность карлика не достигнет своего предела.

«Когда на поверхность белого карлика попадает слишком много вещества, там начинается термоядерная реакция, прямо как в боеголовке, — говорит Кук. — И белый карлик это вещество с себя сбрасывает».

Автор фото, Getty Images

Таунсенд объясняет тот же процесс другими словами: когда на T CrB накопится достаточное количество вещества и его температура достигнет нескольких миллионов градусов Цельсия, там запускается реакция ядерного синтеза. С Земли взрыв выглядит хорошо заметной вспышкой, которую многие сейчас с нетерпением и ожидают.

«В поверхностных слоях белого карлика идет та же реакция, что в солнечном ядре, и она сопровождается выбросом огромного количества энергии», — говорит Таунсенд.

«Благодаря этому выбросу белый карлик на какое-то время затмевает своего красного гиганта-компаньона, и общее излучение обеих звезд — при наблюдении с Земли — увеличивается в тысячу, а иногда и в 100 тысяч раз».

Подобные вспышки помогают экспертам НАСА понять, как между звездами в двойных системах происходит обмен массой с последующим термоядерным взрывом, который происходит, когда белый карлик становится новой звездой.

В случае с Тау Северной Короны этот процесс периодически повторяется.

«Она снова и снова проходит цикл накопления материала от более крупной звезды, — говорит Макгрегор. — Обычно на это уходят тысячи лет, чтобы дойти до момента, когда вы увидите новую звезду. Но Тау Северной Короны, похоже, делает это гораздо быстрее, что делает ее исключительной».

Что можно будет увидеть невооруженным глазом?

Автор фото, Getty Images

Как сообщает НАСА, обычно звездная система T CrB имеет видимую яркость +10. Но когда произойдет предстоящий взрыв новой звезды, видимость значительно возрастет, до величины +2, что будет сравнимо по яркости с Полярной звездой.

Когда это произойдет, T CrB будет хорошо заметна невооруженным глазом.

Тем, кто хочет увидеть новую звезду своими глазами, следует для начала найти на небе созвездие Северная Корона, — небольшую полукруглую дугу вблизи Геркулеса и Волопаса. Именно там вспышка проявится в виде яркой, как будто новой звезды.

Но не следует заблуждаться: на самом деле новая звезда при этом не формируется. T CrB просто становится хорошо различимой с Земли из-за происходящей там ядерной реакции.

«Это звезда, которая уже существует, — объясняет Макгрегор. — Она там была всегда, но для нас это выглядит так, будто внезапно появилась новая звезда, потому что обычно мы не можем ее увидеть».

«Белые карлики настолько малы, что невооруженным глазом их не разглядеть. Временно увидеть их нам помогает именно идущая там реакция термоядерного синтеза. Любой сможет выйти ночью из дома и найти ее на небосклоне».

Когда яркость T CrB достигнет своего пика, по светимости она может сравняться с Марсом, добавляет Кук. Ожидается, что взрыв будет виден невооруженным глазом как минимум несколько дней, но явление вполне может продлиться и больше недели.

После того, как белый карлик избавится от всего накопленного материала красной звезды, на несколько десятилетий T CrB вновь погрузится в безвестность.