Вперед в прошлое. Земляне увидят, как взрываются звезды

В начале января 2017 года произошло одно из самых ярких событий в мире астрономии за последние десятилетия: астрономы из Колледжа Кельвина (США) под руководством профессора Ларри Мольнара анонсировали рождение сверхновой звезды.

По их прогнозам, в 2022 году одна из звезд в созвездии Лебедя увеличит свою яркость в десять тысяч раз и станет одним из самых ярких объектов нашего небосвода. Это уникальное астрономическое событие мы сможем наблюдать невооруженным глазом. Точность предсказания на сегодняшний момент составляет плюс минус один год.

Место предполагаемой вспышки сверхновой в 2022 году. Схема Ларри Мольнара, Колледж Кельвина

Крестообразный рисунок созвездия Лебедя ассоциировался у древних людей с летящей птицей. Жители Вавилона называли его "лесной птицей", а арабы - курицей. Созвездие Лебедя хорошо видно круглый год жителям северного полушария Земли, так что украинцы смогут наблюдать за вспышкой. Хотя на самом деле взрыв произошел еще в те времена, когда заканчивалось правление римского императора Гелиогабала, приближался упадок скифского царства в Крыму, а персы как раз собирались вторгнуться в Месопотамию..

Сверхновые звезды в истории человечества

Вспышка сверхновой звезды - уникальный астрономический феномен. В момент взрыва звезда резко увеличивает яркость в десятки тысяч, а иногда и в десятки миллионов раз. При этом высвобождается колоссальное количество энергии, за которым следует постепенное затухание звезды.

В момент взрыва в межзвездное пространство выбрасывается огромное количество вещества, и звезда, расширяясь, теряет свою оболочку. Из небольшого ядра образуется либо карликовая нейтронная звезда, либо черная дыра. Оболочка часто превращается в огромную туманность, вместе с нейтронной звездой или черной дырой они образуют остаток сверхновой. Природа взрыва сверхновой долго будоражила умы астрономов и на сегодня существует множество гипотез, объясняющих это явление.

В древних летописях и письменах можно найти многочисленные упоминания сверхновых звезд - многие из них были видны невооружённым глазом. Считается, что первые записи о появлении сверхновой на небосводе были сделаны китайскими астрономами в 185 году до нашей эры.

Подробно задокументировано появление сверхновой SN 1054, остатки которой породили один из самых известных и красивых объектов звездного неба - Крабовидную Туманность. Эту газообразную туманность в созвездии Тельца открыли в 1731 году, но только в 1968 году связали с взрывом, который произошел почти тысячу лет назад. По старинным документам удалось установить, что именно на месте Крабовидной Туманности 4 июля 1054 года произошла вспышка сверхновой. Ярчайшая звезда была видна на протяжении 23 дней невооружённым глазом даже в дневное время.

Самый известный остаток вспышки сверхновой - Крабовидная Туманность. Так ее видит космический телескоп Хаббл

Но самая "знаменитая" - вспышка звезды SN 1006. На сегодняшний день это самая яркая сверхновая за всю историю человечества. Сверхновая SN 1006 вспыхнула 1 мая 1006 года в созвездии Волка. Событие упоминалось китайцами в "Истории династии Сун" с указанием точного места на небосводе. Звезда светила так ярко, что ночью благодаря этому свету были хорошо различимы предметы, а днем от ее света падала тень. Об этой сверхновой упоминали в древних книгах китайские и арабские астрономы, и даже бенедиктинские монахи.

Остатки сверхновой SN 1987A в космический телескоп Хаббл

Развитие оптики, появление вначале обычных телескопов, а затем и радиотелескопов дало огромный толчок в изучении сверхновых звезд. В частности, появилась возможность наблюдать за ними не только в нашей, но и в других галактиках. Начало этому было положено в 1885 году, со вспышкой сверхновой в галактике Туманность Андромеды.

Звезду назвали S Андромеды, а первым ее заметил французский астроном Людовик Галли 17 августа 1885 года. Интересно, что тогда он испытывал новый телескоп и принял уникальную сверхновую за отблеск лунного света в телескопе.

KIC 9832227

В 2013 году группу астрономов под руководством профессора Ларри Мольнара заинтересовала двойная звезда KIC 9832227 в созвездии Лебедя. Интересно, что первое предположение о вспышке сверхновой сделал нынешний коллега Дэниел Ван Нурд еще в бытность студентом.

KIC 9832227 находится на расстоянии 1800 световых лет от Земли. Скорость света в вакууме равна 300 тыс. километров в секунду, так что световой год - это примерно 9,5 триллионов километров. Свет от звезды KIC 9832227 летит к нам долгих 1800 лет, и значит то, что мы видим сейчас, произошло со звездой 1800 лет назад. Причем яркость звезд из-за огромных расстояний тоже относительное понятие. Свет от далеких звезд приходит к нам сильно ослабленным. А близко расположенные, но очень слабые звезды, кажутся куда более яркими.

Объект KIC 9832227 - система из двух звезд. Двойная звезда - это, в общем-то, рядовое явление в астрономии. Обе звезды в системе вращаются по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. Считается, что примерно половина звёзд нашей Галактики - это двойные системы.

Но в этой системе звезды расположены настолько близко друг к другу, что уже имеют общую атмосферу. Скорость их вращения с каждым днем увеличивается и звезды приближаются друг к другу. Сейчас период обращения вокруг общего центра масс составляет 11 часов.

Двойная система KIC 9832227. Схема Ларри Мольнара, Колледж Кельвина

Астрономы длительное время изучали изменение цвета звезды, ее положение и яркость. В пресс-релизе они сравнивают эту тесную двойную систему с арахисом, у которого два ядра находятся под одной общей скорлупой.

С высокой степенью вероятности можно утверждать, что к 2022 году это увеличение скорости вращения и сближение приведет к столкновению. Произойдет взрыв огромной силы и рождение сверхновой. В межзвездное пространство высвободится колоссальное количество энергии и света. Если быть более точным в астрономических терминах, то появится так называемая "красная новая звезда" (анлг. Luminous red nova).

На некоторое время двойная система KIC 9832227 затмит своим светом большинство звёзд в нашей галактике.

Профессор Ларри Мольнар утверждает, что "существует один шанс на миллион сделать прогноз такого взрыва. Раньше такого еще никто не делал". Ввиду своей природы сверхновые звезды наблюдаются постфактум, уже после рождения, когда световое излучение достигло нашей планеты. Наблюдение за KIC 9832227 - первый случай, когда ученые-астрономы смогут наблюдать последние несколько лет жизни звезд перед их слиянием. Тем не менее, профессор Ларри Мольнар готов и к альтернативному развитию событий - ведь существует мизерный шанс, что взрыв так и не произойдет.