Slăbiciune suspectă a luminii în umărul lui Orion Avem o supernovă în vecinătatea cosmică
Cea mai faimoasă constelație de iarnă s-a schimbat. Acesta ar putea fi vestitorul unui mega-eveniment cosmic. Ce s-ar întâmpla atunci?
Dacă priviți spre cer după amurg în următoarele luni, ați putea asista la un spectacol spectaculos: explozia stelei „Betelgeuse” din constelația Orion. Betelgeuse joacă în prezent un pic nebun, ceea ce ar putea fi un semn al sfârșitului său apropiat.
Oamenii de știință din întreaga lume sunt fascinați. „Asta ar fi o senzație și pentru mine personal un vis din copilărie s-ar împlini”, spune Dieter Breitschwerdt, directorul Centrului de Astronomie și Astrofizică de la TU Berlin.
În ultimii 1000 de ani, oamenii au putut observa moartea unei astfel de stele doar cu ochiul liber de două ori - în 1572 și 1604. Dar, din moment ce observatorii cerului din acea vreme nu au putut vedea în prealabil cele două stele care explodează, cu mijloacele de care dispun, au interpretat-o pe aceea strălucitoare. Se aprinde ca „Nova Stella”, adică ca o nouă stea. De aceea moartea explozivă a unei stele este numită și astăzi supernova.
Ceea ce vedem a fost cu mult timp în urmă
Cercetătorii supernova au o perioadă grea. Potrivit lui Breitschwerdt, începe cu observația: „Până în prezent, nu a fost observată nicio stea precursoare a supernovai cu puțin timp înainte de explozia sa.” Câteva stele explodează în fiecare secundă în spațiu. Cu toate acestea, aproape toate aceste dezastre stelare apar în galaxii îndepărtate. De aceea sunt descoperiți numai după aceea și, în ciuda strălucirii lor, cel mai bine cu telescoapele. Cu Betelgeuse, însă, ar putea atinge în curând o stea în propria noastră Căi Lactee, care, conform standardelor cosmice, strălucește chiar la pragul nostru. Este „doar” la aproximativ 640 de ani lumină distanță de noi.
Chiar și cuvântul „în curând” trebuie clasificat cosmic: se poate întâmpla astăzi - sau peste o sută de mii de ani. Și dacă supernova lui Betelgeuse s-ar fi aprins de fapt pe cerul nopții astăzi, s-ar fi întâmplat acum 640 de ani. Vestea exploziei stelelor ar fi călătorit prin spațiu încă din Evul Mediu târziu pentru a ajunge la noi astăzi.
Astrofizicienii au inclus de mult timp pe Betelgeuse pe lista lor de deținuți stelari de condamnare la moarte. Unul dintre cele mai clare semne ale sfârșitului său apropiat este culoarea roșiatică, care poate fi deja văzută cu ochiul liber. Din acesta puteți citi temperatura straturilor sale exterioare de gaz, care emit această lumină roșiatică. Sunt doar aproximativ 3500 de grade. Aceasta este mult mai rece decât, de exemplu, suprafața soarelui, a cărei lumină alb-gălbuie prezintă temperaturi de aproape 6000 de grade.
Un volum de un miliard de sori
În ciuda suprafeței sale relativ reci și, prin urmare, întunecate, vedem Betelgeuse ca una dintre cele mai strălucitoare stele de pe cer. Din abundența sa de lumină care ajunge la pământ și distanța sa, se poate calcula că emite de aproximativ 100.000 de ori mai multă lumină decât soarele. Această mare luminozitate, în ciuda suprafeței reci, permite o singură concluzie: Betelgeuse este foarte mare. Punctul de lumină din cer este de fapt o minge gigantică de stea, cu o masă de 20 de ori mai mare decât soarele - dar densitate semnificativ mai mică: soarele nostru ar găsi spațiu în el de aproximativ un miliard de ori. Betelgeuse este, așadar, probabil una dintre cele mai mari stele din Calea Lactee, un prim exemplu de tip la care astronomii se referă la „super-giganții roșii”.
La fel ca toate stelele, Betelgeuse este, de asemenea, încălzită de radiația care este eliberată atunci când nucleii atomici fuzionează în centrul său dens și fierbinte. Și la fel ca în toate stelele, în Betelgeuse inițial numai nucleii atomici de hidrogen fuzionați cu nucleii atomici de heliu.
Cu toate acestea, într-o stea masivă, acest reactor de fuziune funcționează la viteză maximă și consumă mult hidrogen. Chiar dacă Betelgeuse nu a fost încă aprinsă de 10 milioane de ani, își extrage deja energia din cel puțin o sursă suplimentară: nucleii atomici de heliu s-au contopit de mult în ea. Acest lucru creează carbon și oxigen.
Aprinderea fuziunii de heliu din burta fierbinte a lui Betelgeuse a crescut presiunea de radiație din interiorul său. Și, la rândul său, și-a umflat straturile exterioare de gaz în supergigantul roșu pe care îl vedem astăzi. Scurta sa descriere actuală este: miez fierbinte, coajă rece, extrem de voluminoasă, care totuși radiază multă lumină în general.
Criza energetică atunci când miezurile nu mai fuzionează
Pe măsură ce reaprovizionarea cu energie pentru acest nivel ridicat de radiații, noi fuziuni de nuclee atomice se vor aprinde în Betelgeuse odată cu înaintarea în vârstă, în care se formează treptat nuclee atomice din ce în ce mai mari: sodiu, neon, magneziu, oxigen etc. Cu toate acestea, nimeni nu știe la care dintre aceste procese de fuziune Betelgeuse a ajuns deja este - sau a sosit acum 640 de ani.
Dar dacă așa-numita „ardere de siliciu” a început deja acolo, sfârșitul nu este departe. Fierul va fi produs din siliciu în reacții nucleare complexe. Cu toate acestea, fierul nu mai este un alt combustibil pentru reactorul de fuziune al unei stele. De îndată ce Betelgeuse începe să se umple cu fier, producția de energie a centralei sale stelare încetează. Acest lucru reduce, de asemenea, presiunea centrală a gazului și a radiației, care apoi nu au nimic care să contracareze greutatea cochiliei stelei. Și apoi totul merge foarte repede. Masele de gaz exterioare încep să cadă spre interior.
Acolo lovesc miezul dens de fier, sunt aruncați înapoi și fug din nou. Haosul maselor de gaz prăbușite și aruncate înapoi transformă prăbușirea gravitațională a stelei într-o explozie de materie stelară foarte încălzită. Timp de săptămâni, masele de gaz fierbinte care diverg vor emite la fel de multă lumină cu câte miliarde de stele normale reunite. Pe cerul pământului, supernova lui Betelgeuse va fi văzută săptămâni întregi ca o „stea” strălucitoare, strălucitoare, care va lumina nopțile ca o lună plină.
Stea neutronică sau gaură neagră
Nucleul dens interior al fostei stele va supraviețui însă exploziei și va fi comprimat și condensat în continuare de propria gravitație. Starea sa finală va depinde de masa rămasă. Dacă este mai puțin de aproximativ două mase solare, prăbușirea sa se va termina cu nucleele atomice și electronii fuzionând pentru a forma neutroni. „Steaua neutronică” rezultată va avea doar zece până la douăzeci de kilometri lățime.
Materia sa va fi atât de strânsă încât chiar și o linguriță îngrămădită din ea ar conține la fel de multă masă ca în Marea Piramidă a lui Keops. Cu toate acestea, dacă fostul centru al Betelgeuse care se prăbușește ar trebui să conțină mai mult de două mase solare, prăbușirea acestuia nu se va termina nici măcar cu o stea de neutroni incredibil de densă. În acest caz, nu ar exista nicio reținere împotriva prăbușirii sale ulterioare într-o gaură neagră.
Dar nu este încă atât de departe. Betelgeuse este încă vie și strălucitoare. Un mic mesaj al astronomului Edward Guinan de la Universitatea Villanova din Pennsylvania (SUA) în „Telegrama astronomului” din 8 decembrie 2019 s-ar putea dovedi în curând a fi avizul său necrolog anticipat. Ea l-a transformat pe bătrânul stea într-o stea media globală: Betelgeuse a devenit mult mai întunecată. După cum arată măsurătorile spectrului său, temperatura suprafeței sale a scăzut, de asemenea, cu peste 150 de grade.
Președinte întunecat?
Chiar și observatorii neexperimentați ai cerului îl vor vedea la prima vedere: constelația Orion nu mai arată așa cum are în memorie. Până de curând, Betelgeuse, steaua umărului stâng din punctul nostru de vedere, era a șaptea cea mai strălucitoare dintre toate stelele de pe cer. Dar acum nici măcar nu strălucește în top douăzeci. Când a fost întrebat, Edward Guinan a spus că slăbiciunea de lumină a lui Betelgeuse nu numai că persistă, dar că strălucirea sa a scăzut și mai mult. Dar faptul că scăderea luminozității își anunță supernova este orice altceva decât sigur.
Majoritatea astronomilor chiar nu sunt de acord, Breitschwerdt, de exemplu: „Cred că cea mai plauzibilă explicație pentru scăderea luminozității este o instabilitate în generarea de energie, care este destul de comună cu supergigantii.” Ca rezultat, Betelgeuse pulsează și, prin urmare, își schimbă periodic luminozitatea. Edward Guinan este, de asemenea, înclinat spre această interpretare, dar indică și o altă posibilă explicație: „Poate că steaua instabilă a aruncat un nor de gaz mai mare care s-a răcit și acum slăbește temporar lumina stelelor”.
De fapt, astronomii au observat mult timp fluctuații mai mult sau mai puțin regulate în strălucirea Betelgeuse. Dar nu a fost niciodată la fel de întunecat ca acum. În orice caz, Guinan mai spune că în prezent „deseori privește spre cer pentru a se asigura că o stea mult mai strălucitoare nu strălucește în locul său”.
Supernova ca origine (originală) a vieții
Ar fi moartea, dar și obstetrică. Deoarece supernove, potrivit lui Guinan, sunt de o mare importanță pentru cosmos și istoria sa: „Noi stele și noi planete se nasc din gazul care este evacuat în spațiu în timpul unei supernove”.
Norul de explozie al fiecărei supernove conține toată bogăția chimică a substanțelor pe care steaua le-a acumulat anterior în burta fierbinte în timpul fuziunilor sale nucleare. În plus, majoritatea celorlalte nuclee atomice lipsă, pe care steaua nu le-ar putea construi, dar care astăzi aparțin și tabelului periodic al elementelor, se formează în căldura unei explozii de supernovă. Abia după nenumărate morți de stele, acest univers plictisitor de hidrogen a devenit treptat un paradis chimic în timpul istoriei sale de 13,7 miliarde de ani. Doar în el ar putea apărea viața - cel puțin o dată aici pe pământ, poate și în altă parte.
mai multe despre subiect
Astronomia Steaua îndepărtată descoperită în spațiu
Dacă la un moment dat în următoarele săptămâni, luni sau ani experimentăm de fapt supernova lui Betelgeuse, nu ar trebui să ne mirăm doar de spectacolul ceresc. De asemenea, ar trebui să ne amintim că suntem noi înșine praf de stele și că lucrurile stelelor din creierul nostru au devenit conștiente de unde provin.