Вперед у минуле. Земляни побачать, як вибухають зірки

На початку січня 2017 року сталася одна з найбільш яскравих подій у світі астрономії за останні десятиліття: астрономи з Коледжу Кельвіна (США) під керівництвом професора Ларрі Мольнара анонсували народження наднової зірки.

За їхніми прогнозами, в 2022 році одна з зірок у сузір'ї Лебедя збільшить свою яскравість в десять тисяч разів і стане одним із найяскравіших об'єктів нашого небосхилу. Це унікальне астрономічне подія ми зможемо спостерігати неозброєним оком. Точність передбачення на сьогоднішній момент складає плюс-мінус один рік.

Місце передбачуваної спалаху наднової у 2022 році. Схема Ларрі Мольнара, Коледж Кельвіна

Хрестоподібний малюнок сузір'я Лебедя асоціювався у давніх людей з птахом летить. Жителі Вавилона називали його "лісовий птахом", а араби - куркою. Сузір'я Лебедя добре видно круглий рік жителям північної півкулі Землі, так що українці зможуть спостерігати за спалахом. Хоча насправді вибух стався ще в ті часи, коли закінчувалося правління римського імператора Гелиогабала, наближався занепад скіфського царства в Криму, а перси як раз збиралися вторгнутися в Месопотамію..

Наднові зірки в історії людства

Спалах наднової зірки - унікальний астрономічний феномен. У момент вибуху зірка різко збільшує яскравість десятки тисяч, а іноді й у десятки мільйонів разів. При цьому вивільняється колосальна кількість енергії, за яким слід поступове згасання зірки.

У момент вибуху В міжзоряний простір викидається величезна кількість речовини, і зірка, розширюючись, втрачає свою оболонку. З невеликого ядра утворюється або карликова нейтронна зірка або чорна діра. Оболонка часто перетворюється у величезну туманність, разом з нейтронної зіркою або чорною дірою вони утворюють залишок наднової. Природа вибуху наднової довго розбурхувала уми астрономів і на сьогодні існує безліч гіпотез, що пояснюють це явище.

У стародавніх літописах і письменах можна знайти численні згадки наднових зірок - багато з них були видні неозброєним оком. Вважається, що перші записи про появу наднової на небозводі були зроблені китайськими астрономами у 185 році до нашої ери.

Детально задокументовано поява наднової SN 1054, залишки якої породили один з найвідоміших і найкрасивіших об'єктів зоряного неба - Крабовидную Туманність. Цю газоподібну туманність у сузір'ї Тельця відкрили в 1731 році, але тільки в 1968 році пов'язали з вибухом, який стався майже тисячу років тому. За старовинними документами вдалося встановити, що саме на місці Крабовидної Туманності 4 липня 1054 року стався спалах наднової. Найяскравіша зірка була видна протягом 23 днів неозброєним оком навіть в денний час.

Найвідоміший залишок спалаху наднової - Крабоподібна Туманність. Так її бачить космічний телескоп Хаббл

Але "найвідоміша" - спалах зірки SN 1006. На сьогоднішній день це найбільш яскрава наднова за всю історію людства. Наднова SN 1006 спалахнула 1 травня 1006 року в сузір'ї Вовка. Подія згадувалося китайцями в "Історії династії Сун" із зазначенням точного місця на небосхилі. Зірка світила так яскраво, що вночі завдяки цьому світлу були добре помітні предмети, а вдень від її світла падала тінь. Про цієї наднової згадували в стародавніх книгах китайські і арабські астрономи, і навіть бенедиктинським ченці.

Залишки наднової SN 1987A в космічний телескоп Хаббл

Розвиток оптики, поява спочатку звичайних телескопів, а потім і радіотелескопів дало величезний поштовх у вивченні наднових зірок. Зокрема, з'явилася можливість спостерігати за ними не тільки в нашій, але і в інших галактиках. Початок цьому було покладено в 1885 році, зі спалахом наднової галактика Туманність Андромеди.

Зірку назвали S Андромеди, а першим її помітив Людовік французький астроном Галлі 17 серпня 1885 року. Цікаво, що тоді він відчував новий телескоп і прийняв унікальну наднову за відблиск місячного світла в телескопі.

KIC 9832227

У 2013 році групу астрономів під керівництвом професора Ларрі Мольнара зацікавила подвійна зірка KIC 9832227 в сузір'ї Лебедя. Цікаво, що перше припущення про спалах наднової зробив нинішній колега Деніел Ван Нурд ще будучи студентом.

KIC 9832227 знаходиться на відстані 1800 світлових років від Землі. Швидкість світла у вакуумі дорівнює 300 тис. кілометрів в секунду, так що світловий рік - це приблизно 9,5 трильйонів кілометрів. Світло від зірки KIC 9832227 летить до нас довгих 1800 років, і означає те, що ми бачимо зараз, сталося із зіркою 1800 років тому. Причому яскравість зірок з-за величезних відстаней теж відносне поняття. Світло від далеких зірок приходить до нас сильно ослабленим. А близько розташовані, але дуже слабкі зірки, здаються куди більш яскравими.

Об'єкт KIC 9832227 - система з двох зірок. Подвійна зірка - це, загалом-то, рядове явище в астрономії. Обидві зірки в системі обертаються по замкнутих орбітах навколо загального центру мас. Вважається, що приблизно половина зірок нашої Галактики - це подвійні системи.

Але в цій системі зірки розташовані настільки близько один до одного, що вже мають загальну атмосферу. Швидкість їх обертання з кожним днем збільшується і зірки наближаються один до одного. Зараз період обігу навколо загального центру мас становить 11 годин.

Подвійна система KIC 9832227. Схема Ларрі Мольнара, Коледж Кельвіна

Астрономи тривалий час вивчали зміна кольору зірки, її становище і яскравість. У прес-релізі вони порівнюють цю тісну подвійну систему з арахісом, у якого два ядра знаходяться під однією загальною шкаралупою.

З високим ступенем імовірності можна стверджувати, що до 2022 року це збільшення швидкості обертання і зближення призведе до зіткнення. Станеться вибух величезної сили і народження наднової. В міжзоряний простір вивільниться колосальну кількість енергії і світла. Якщо бути більш точним астрономічних термінах, то з'явиться так звана "нова червона зірка" (анлг. Luminous red nova).

На деякий час подвійна система KIC 9832227 затьмарить своїм світлом більшість зірок в нашій галактиці.

Професор Ларрі Мольнар стверджує, що "існує один шанс на мільйон зробити прогноз такого вибуху. Раніше такого ще ніхто не робив". Через свою природи наднові зірки спостерігаються постфактум, вже після народження, коли світлове випромінювання досягла нашої планети. Спостереження за KIC 9832227 - перший випадок, коли вчені-астрономи зможуть спостерігати останні кілька років життя зірок перед їх злиттям. Тим не менш, професор Ларрі Мольнар готовий і до альтернативного розвитку подій - адже існує мізерний шанс, що вибух так і не відбудеться.