Альфа Ориона

Бетельгейзе — красный сверхгигант спектрального класса M1-2 и один из крупнейших видимых невооруженным глазом . Обычно это десятая по яркости звезда на ночном небе и, после Ригеля , вторая по яркости в созвездии Ориона . Это отчетливо красноватая полуправильная переменная звезда , видимая величина которой колеблется от +0,0 до +1,6 и имеет самый широкий диапазон среди всех звезд первой величины . В ближнем инфракрасном диапазонедлин волн, Бетельгейзе — самая яркая звезда на ночном небе. Его обозначение Байера — α Orionis , латинизированное до Alpha Orionis и сокращенно Alpha Ori или α Ori .
Если бы он находился в центре нашей Солнечной системы , его поверхность находилась бы за пределами пояса астероидов и охватила бы орбиты Меркурия , Венеры , Земли и Марса . Расчеты массы Бетельгейзе колеблются от чуть менее десяти до чуть более двадцати масс Солнца . По разным причинам расстояние до него было довольно трудно измерить; текущие наилучшие оценки находятся на расстоянии порядка 500–600 световых лет от Солнца - сравнительно большая неопределенность для относительно близкой звезды. Его абсолютная величинасоставляет около −6. Бетельгейзе, которой менее 10 миллионов лет, быстро эволюционировала из-за своей большой массы и, как ожидается, завершит свою эволюцию взрывом сверхновой , скорее всего, в течение 100 000 лет. Будучи выброшенной из места своего рождения в ассоциации Орион OB1 , в которую входят звезды Пояса Ориона , эта убегающая звезда движется в межзвездной среде со скоростью30 км/с , создавая ударную волну шириной более четырех световых лет.

В 1920 году Бетельгейзе стала первой внесолнечной звездой, у которой был измерен угловой размер фотосферы . Последующие исследования сообщили об угловом диаметре (т.е. видимом размере) в диапазоне от 0,042 до 0,056 угловых секунд ; этот диапазон определений приписывается несферичности, затемнению конечностей , пульсациям и различному внешнему виду на разных длинах волн . Он также окружен сложной асимметричной оболочкой , примерно в 250 раз превышающей размер звезды, вызванной потерей массы самой звездой. Наблюдаемый Землей угловой диаметр Бетельгейзе уступает только угловому диаметру R Золотой Рыбы и Солнца.

Начиная с октября 2019 года Бетельгейзе начала заметно тускнеть, а к середине февраля 2020 года ее яркость упала примерно в 3 раза, с 0,5 до 1,7 звездной величины. Затем он вернулся к более нормальному диапазону яркости, достигнув пика в 0,0 визуальной и 0,1 звездной величины в диапазоне V в апреле 2023 года . изменение поглощения вокруг звезды, а не более фундаментальное изменение. Исследование с использованием космического телескопа Хаббл предполагает, что поглощающая пыль была создана выбросом массы с поверхности. Этот брошенный материал в миллионах миль от звезды, который затем остыл, образовав пыль, вызвавшую потускнение звезды.

## Номенклатура

Обозначение звезды — α Ориона (латинизированное как Альфа Ориона ), данное Иоганном Байером в 1603 году.
Традиционное название Бетельгейзе произошло от арабского يد الجوزاء Yad al-Jauzā, «рука аль-Джаузы» [т.е. Ориона]. Ошибка в 13 веке нашей эры, чтение арабского ya as ba привело к европейскому имени. В английском языке есть четыре распространенных варианта произношения этого имени, в зависимости от того, произносится ли первая буква «е» короткой или длинной и произносится ли « s» как «s» или «z»:
/ ˈ б ɛ т əl dʒ uː г /
/ ˈ б я т əl dʒ uː г /
/ ˈ б ɛ т əl dʒ uː с /
/ ˈ б я т əl dʒ uː с /
Последнее произношение было популяризировано из-за того, что оно звучит как « жуковый сок ».
В 2016 году Международный астрономический союз организовал Рабочую группу по именам звезд (WGSN) для каталогизации и стандартизации имен собственных звезд. Первый бюллетень WGSN за июль 2016 г. включал в себя таблицу первых двух партий имен, одобренных WGSN, включая Бетельгейзе для этой звезды. Теперь он внесен в Каталог звездных имен МАС.

## История наблюдений

Бетельгейзе и ее красная окраска известны с древних времен ; классический астроном Птолемей описал его цвет как ὑπόκιρρρος ( hypókirrhos = более или менее оранжево-коричневый), термин, который позже был описан переводчиком Zij -i Sultani Улугбека как rubedo , что на латыни означает «румянец». В девятнадцатом веке, до появления современных систем звездной классификации , Анджело Секки включил Бетельгейзе в качестве одного из прототипов своих звезд Класса III (от оранжевого до красного). Напротив, за три столетия до Птолемея китайские астрономы наблюдали, что Бетельгейзе имеет желтый цвет; если оно точное, то такое наблюдение может свидетельствовать о том , что примерно в это время звезда находилась в фазе желтого сверхгиганта , возможность, учитывая текущие исследования сложной околозвездной среды этих звезд.

### Зарождающиеся открытия

Группы аборигенов в Южной Австралии рассказывали устные рассказы о переменной яркости Бетельгейзе на протяжении как минимум 1000 лет.

Изменение яркости Бетельгейзе было описано в 1836 году сэром Джоном Гершелем , когда он опубликовал свои наблюдения в Outlines of Astronomy . С 1836 по 1840 год он заметил значительные изменения в величине, когда Бетельгейзе затмила Ригеля в октябре 1837 года и снова в ноябре 1839 года . Последовал 10-летний период покоя; затем в 1849 году Гершель отметил еще один короткий цикл переменности, пик которого пришелся на 1852 год. Более поздние наблюдатели зафиксировали необычно высокие максимумы с интервалом в несколько лет, но лишь небольшие вариации с 1957 по 1967 год. Записи Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд (AAVSO ) показать максимальную яркость0,2 в 1933 и 1942 гг. и минимальное значение 1,2, наблюдавшееся в 1927 и 1941 гг. Эта изменчивость блеска может объяснить, почему Иоганн Байер в публикации своей Уранометрии в 1603 г. обозначил звезду альфа как вероятно, конкурировал с обычно более ярким Ригелем ( бета ). В арктических широтах красный цвет Бетельгейзе и ее более высокое расположение в небе, чем Ригель, означали, что инуиты считали ее более яркой, и одно местное название было Уллуриаджуак «большая звезда».

В 1920 году Альберт Майкельсон и Фрэнсис Пиз установили 6-метровый интерферометр на переднюю часть 2,5-метрового телескопа в обсерватории Маунт-Вилсон . С помощью Джона Андерсона троица измерила угловой диаметр Бетельгейзе в 0,047 ″ , что дало диаметр3,84 × 10 8 км (2,58 а.е. ) на основе значения параллакса0,018 ″ . Однако потемнение конечностей и ошибки измерений привели к неопределенности в отношении точности этих измерений.

В 1950-х и 1960-х годах произошли два события, которые повлияли на теорию звездной конвекции в красных сверхгигантах: проекты Stratoscope и публикация 1958 года « Структура и эволюция звезд» , в основном работа Мартина Шварцшильда и его коллеги из Принстонского университета . Ричард Харм. В этой книге распространялись идеи о том, как применять компьютерные технологии для создания звездных моделей, в то время как проекты Stratoscope, проводившие телескопы на воздушных шарах над земной турбулентностью, позволили получить одни из лучших изображений солнечных гранул и солнечных пятен .когда-либо видели, тем самым подтверждая существование конвекции в солнечной атмосфере.

### Прорывы в области визуализации

В 1970-х годах астрономы увидели некоторые важные достижения в технологии астрономических изображений, начиная с изобретения Антуаном Лабейри спекл-интерферометрии , процесса, который значительно уменьшил эффект размытия, вызванный астрономическим зрением . Это увеличило оптическое разрешение наземных телескопов , что позволило проводить более точные измерения фотосферы Бетельгейзе. Благодаря усовершенствованиям инфракрасной телескопии на вершинах горы Уилсон , горы Локк и Мауна-Кеа.на Гавайях астрофизики начали вглядываться в сложные околозвездные оболочки, окружающие сверхгигант, заставив их заподозрить наличие огромных газовых пузырей, образовавшихся в результате конвекции. Но только в конце 1980-х и начале 1990-х годов, когда Бетельгейзе стала регулярной мишенью для интерферометрии, маскирующей апертуру , произошел прорыв в видимом свете и инфракрасном изображении . Впервые предложенная Джоном Э. Болдуином и его коллегами из Кавендишской астрофизической группы , новая техника использовала небольшую маску с несколькими отверстиями в плоскости зрачка телескопа, преобразовывая апертуру в специальный интерферометрический массив. Этот метод позволил получить одни из самых точных измерений Бетельгейзе, выявив при этом яркие пятна на фотосфере звезды. Это были первые оптические и инфракрасные изображения звездного диска, отличного от Солнца , полученные сначала с помощью наземных интерферометров, а затем из наблюдений с более высоким разрешением телескопа COAST . «Яркие пятна» или «горячие точки», наблюдаемые с помощью этих инструментов, по-видимому, подтверждают теорию, выдвинутую Шварцшильдом десятилетиями ранее, о массивных конвекционных ячейках, доминирующих на звездной поверхности.

В 1995 году камера для слабых объектов космического телескопа Хаббл зафиксировала ультрафиолетовое изображение с разрешением, превышающим разрешение, полученное с помощью наземных интерферометров. другая звезда. Поскольку ультрафиолетовый свет поглощается атмосферой Земли , наблюдения на этих длинах волн лучше всего проводить с помощью космических телескопов . Как и более ранние изображения, это изображение содержало яркое пятно, указывающее на область в юго-западном квадранте.на 2000 К горячее поверхности звезды. Последующие ультрафиолетовые спектры, полученные с помощью спектрографа высокого разрешения Годдарда, показали, что горячая точка была одним из полюсов вращения Бетельгейзе. Это дало бы ось вращения наклон около 20 ° к направлению Земли и позиционный угол от небесного севера около 55 °.

### исследования 2000-х годов

В исследовании, опубликованном в декабре 2000 года, диаметр звезды был измерен с помощью инфракрасного пространственного интерферометра (ISI) в среднем инфракрасном диапазоне, что дало затемненную к краю оценку55,2 ± 0,5 мсек. дуги — цифра, полностью согласующаяся с выводами Майкельсона восемьюдесятью годами ранее. На момент публикации оценка параллакса миссии Hipparcos была7,63 ± 1,64 мсд , что дает расчетный радиус Бетельгейзе3,6 а.е. Однако инфракрасное интерферометрическое исследование, опубликованное в 2009 году, показало, что с 1993 года звезда уменьшилась на 15% с возрастающей скоростью без значительного уменьшения величины. Последующие наблюдения предполагают, что кажущееся сжатие может быть связано с активностью оболочки в расширенной атмосфере звезды.

Помимо диаметра звезды, возникли вопросы о сложной динамике расширенной атмосферы Бетельгейзе. Масса, из которой состоят галактики, перерабатывается по мере формирования и разрушения звезд , и красные сверхгиганты вносят основной вклад, однако процесс, в результате которого масса теряется, остается загадкой. С развитием интерферометрических методологий астрономы могут быть близки к решению этой головоломки. В июле 2009 года на изображениях, опубликованных Европейской южной обсерваторией , сделанных наземным интерферометром Очень большого телескопа (VLTI), был виден огромный шлейф газа, простирающийся30 а.е. от звезды в окружающую атмосферу. Этот выброс массы был равен расстоянию между Солнцем и Нептуном и является одним из множества событий, происходящих в окружающей Бетельгейзе атмосфере. Астрономы идентифицировали как минимум шесть оболочек, окружающих Бетельгейзе. Разгадка тайны потери массы на поздних стадиях эволюции звезды может раскрыть те факторы, которые ускоряют взрывную смерть этих звездных гигантов.

### 2019–20 угасание

Пульсирующая полуправильная переменная звезда Бетельгейзе подвержена множественным циклам увеличения и уменьшения яркости из-за изменений ее размера и температуры. Астрономы, впервые заметившие затемнение Бетельгейзе, астрономы из Университета Вилланова Ричард Васатоник и Эдвард Гинан и любитель Томас Калдервуд предполагают, что совпадение нормального 5,9-летнего минимума светового цикла и более глубокого, чем обычно, 425-летнего минимума дневной период являются движущими факторами. Другими возможными причинами, предполагаемыми к концу 2019 года, были извержение газа или пыли или колебания поверхностной яркости звезды.
К августу 2020 года долгосрочные и обширные исследования Бетельгейзе, в основном с использованием ультрафиолетовых наблюдений космического телескопа Хаббла , позволяют предположить, что неожиданное затемнение, вероятно, было вызвано огромным количеством сверхгорячего материала, выброшенного в космос. Материал остыл и образовал облако пыли, которое заблокировало звездный свет, исходящий примерно с четверти поверхности Бетельгейзе. Хаббл зафиксировал признаки движения плотного нагретого материала через атмосферу звезды в сентябре, октябре и ноябре, прежде чем несколько телескопов наблюдали более заметное затемнение в декабре и в первые несколько месяцев 2020 года. [64] [65]
К январю 2020 года Бетельгейзе потускнела примерно в 2,5 раза с величины 0,5 до 1,5, а в феврале сообщалось в The Astronomer's Telegram о рекордном минимуме +1,614, отмечая, что звезда в настоящее время является «наименее яркой и самой холодной». за 25 лет их учебы, а также расчет уменьшения радиуса. Astronomy описал это как "причудливое затемнение", и популярное предположение сделало вывод, что это может указывать на неизбежную сверхновую . Это опустило Бетельгейзе из одной из 10 самых ярких звезд на небе за пределы первой 20, заметно тусклее, чем ее ближайший сосед.Альдебаран . В основных сообщениях средств массовой информации обсуждались предположения о том, что Бетельгейзе может вот-вот взорваться как сверхновая, , но астрономы отмечают, что сверхновая, как ожидается, произойдет в течение примерно следующих 100 000 лет и, таким образом, вряд ли скоро.
К 17 февраля 2020 года яркость Бетельгейзе оставалась постоянной в течение примерно 10 дней, и у звезды появились признаки повторного увеличения яркости. 22 февраля 2020 года Бетельгейзе, возможно, полностью прекратила затемнение, почти полностью завершив эпизод затемнения. 24 февраля 2020 г. значительных изменений в инфракрасном диапазоне за последние 50 лет обнаружено не было; это казалось не связанным с недавним исчезновением изображения и предполагало, что надвигающийся коллапс ядра маловероятен. Также 24 февраля 2020 г. дальнейшие исследования показали, что окклюзия «крупнозернистой околозвездной пыли » может быть наиболее вероятным объяснением потускнения звезды. Исследование, в котором используются наблюдения всубмиллиметровые длины волн исключают значительный вклад поглощения пыли. Вместо этого причиной затемнения, по-видимому, являются большие звездные пятна . Последующие исследования, опубликованные 31 марта 2020 года в The Astronomer's Telegram , обнаружили быстрое увеличение яркости Бетельгейзе.
Бетельгейзе практически невозможно наблюдать с земли в период с мая по август, потому что она находится слишком близко к Солнцу. Прежде чем войти в соединение с Солнцем в 2020 году, Бетельгейзе достигла яркости +0,4. Наблюдения с помощью космического аппарата STEREO-A , проведенные в июне и июле 2020 года, показали, что звезда потускнела на 0,5 с момента последнего наземного наблюдения в апреле. Это удивительно, потому что максимум ожидался в августе/сентябре 2020 года, а следующий минимум должен произойти примерно в апреле 2021 года. Однако известно, что яркость Бетельгейзе меняется неравномерно, что затрудняет прогнозирование. Затухание может указывать на то, что другое событие затемнения может произойти намного раньше, чем ожидалось. 30 августа 2020 года астрономы сообщили об обнаружении второго пылевого облака, испускаемого Бетельгейзе и связанного с недавним значительным уменьшением яркости (вторичный минимум 3 августа) светимости звезды.
В июне 2021 года пыль была объяснена тем, что, возможно, она вызвана холодным пятном на ее фотосфере , а в августе вторая независимая группа подтвердила эти результаты. Считается, что пыль образовалась в результате охлаждения газа, выбрасываемого звездой. Исследование, проведенное в августе 2022 г. с использованием космического телескопа Хаббл.подтвердил предыдущие исследования и предположил, что пыль могла образоваться в результате выброса массы с поверхности. Он также предположил, что затемнение могло произойти из-за краткосрочного минимума, совпадающего с долгосрочным минимумом, производящим большой минимум, 416-дневный цикл и 2010-дневный цикл соответственно, механизм, впервые предложенный астрономом Лео Голдбергом . В апреле 2023 года астрономы сообщили, что звезда достигла пика 0,0 визуальной величины и 0,1 величины в V-диапазоне.

## Наблюдение

Благодаря характерному оранжево-красному цвету и положению в пределах Ориона Бетельгейзе легко найти невооруженным глазом. Это одна из трех звезд, составляющих астеризм Зимнего Треугольника , и она отмечает центр Зимнего Шестиугольника . В начале января каждого года его можно увидеть восходящим на востоке сразу после захода солнца. В период с середины сентября до середины марта (лучше всего в середине декабря) его видно практически из всех населенных регионов земного шара, кроме Антарктиды .на широте южнее 82°. В мае (умеренные северные широты) или июне (южные широты) красный сверхгигант можно ненадолго увидеть на западном горизонте после захода солнца, а через несколько месяцев вновь появляясь на восточном горизонте перед восходом солнца. В промежуточный период (июнь–июль) он невидим невооруженным глазом (виден только в телескоп при дневном свете), за исключением около полудня в антарктических районах между 70° и 80° южной широты (во время полярной ночи, когда Солнце ниже горизонта).

Бетельгейзе — переменная звезда, визуальная величина которой колеблется от 0,0 до +1,6. Бывают периоды, когда она превосходит Ригель и становится шестой по яркости звездой, а иногда становится даже ярче Капеллы . В самом слабом состоянии Бетельгейзе может отстать от Денеба и Беты Креста , которые сами по себе немного изменчивы, и стать двадцатой по яркости звездой.

Бетельгейзе имеет цветовой индекс B – V 1,85 - цифра, указывающая на ее ярко выраженную «красноту». Фотосфера имеет расширенную атмосферу , которая показывает сильные линии излучения , а не поглощения , явление, которое происходит, когда звезда окружена толстой газовой оболочкой (а не ионизированной). Было замечено, что эта протяженная газовая атмосфера движется к Бетельгейзе и от нее в зависимости от колебаний фотосферы. Бетельгейзе - самый яркий источник ближнего инфракрасного диапазона на небе с величиной -2,99 в полосе J ; только около 13% лучистой энергии звездыизлучается в виде видимого света. Если бы человеческий глаз был чувствителен к излучению на всех длинах волн, Бетельгейзе казалась бы самой яркой звездой на ночном небе.

В каталогах перечислено до девяти слабых визуальных спутников Бетельгейзе. Они находятся на расстоянии от одной до четырех угловых минут, и все они слабее 10-й величины.

## Звездная система

Бетельгейзе обычно считается одиночной изолированной звездой и убегающей звездой , в настоящее время не связанной с каким-либо скоплением или областью звездообразования, хотя место ее рождения неясно.

Были предложены два спектроскопических компаньона Бетельгейзе. Анализ поляризационных данных за период с 1968 по 1983 год показал наличие близкого компаньона с периодом обращения около 2,1 года, и с помощью спекл-интерферометрии команда пришла к выводу, что более близкий из двух компаньонов находится на0,06 ″ ± 0,01 ″ (≈9 а.е.) от главной звезды с позиционным углом 273 °, орбита, которая потенциально может поместить ее в хромосферу звезды . Более дальний спутник находился в0,51″ ± 0,01″ (≈77 а.е.) с позиционным углом 278°. Дальнейшие исследования не нашли доказательств существования этих спутников или активно опровергли их существование, но возможность того, что близкий спутник вносит свой вклад в общий поток, никогда полностью не исключалась. Интерферометрия Бетельгейзе и ее окрестностей с высоким разрешением, далеко превосходящая технологии 1980-х и 1990-х годов, не обнаружила никаких спутников.

## Измерение расстояний

Параллакс — это видимое изменение положения объекта, измеряемое в угловых секундах, вызванное изменением положения наблюдателя этого объекта. Когда Земля вращается вокруг Солнца, видно, что каждая звезда смещается на долю угловой секунды, что в сочетании с базовой линией, обеспечиваемой орбитой Земли, дает расстояние до этой звезды. С момента первого успешного измерения параллакса Фридрихом Бесселем в 1838 году астрономы были озадачены видимым расстоянием до Бетельгейзе. Знание расстояния до звезды повышает точность других звездных параметров, таких как светимость , которая в сочетании с угловым диаметром может использоваться для расчета физического радиуса и эффективной температуры ; яркость исодержание изотопов также можно использовать для оценки звездного возраста и массы .

В 1920 г., когда были проведены первые интерферометрические исследования диаметра звезды, предполагаемый параллакс был0,0180 ″ . Это соответствовало расстоянию56 шт или примерно180 световых лет , что дает не только неточный радиус звезды, но и все другие звездные характеристики. С тех пор велась постоянная работа по измерению расстояния до Бетельгейзе, причем предлагаемые расстояния достигают400 шт или около1300 световых лет .

До публикации Каталога Hipparcos (1997 г.) было два слегка противоречащих друг другу измерения параллакса Бетельгейзе. Первый, в 1991 году, дал параллакс9,8 ± 4,7 мсд , что дает расстояние примерно102 шт или330 св . Вторым был входной каталог Hipparcos (1993 г.) с тригонометрическим параллаксом5 ± 4 мсек . дуги , расстояние200 шт или650 световых лет . Учитывая эту неопределенность, исследователи применяли широкий диапазон оценок расстояния, что приводило к значительным расхождениям в расчетах атрибутов звезды.

Результаты миссии Hipparcos были опубликованы в 1997 году. Измеренный параллакс Бетельгейзе был7,63 ± 1,64 мсд , что соответствует расстоянию примерно131 шт или427 св. лет и имел меньшую зарегистрированную ошибку, чем предыдущие измерения. Однако более поздняя оценка измерений параллакса Hipparcos для переменных звезд, таких как Бетельгейзе, показала, что неопределенность этих измерений была недооценена. В 2007 г. улучшилосьБыло рассчитано 6,55 ± 0,83 , следовательно, гораздо более узкий коэффициент ошибки дает расстояние примерно152 ± 20 шт или500 ± 65 св .

В 2008 году с помощью Very Large Array (VLA) было создано радиорешение5,07 ± 1,10 мсек. дуги , что соответствует расстоянию197 ± 45 шт или643 ± 146 лет . Как указывает исследователь Харпер: «Пересмотренный параллакс Hipparcos ведет к большему расстоянию (152 ± 20 шт. ), чем оригинал; однако астрометрическое решение по-прежнему требует значительного космического шума в 2,4 мсек. дуги. Учитывая эти результаты, становится ясно, что данные Hipparcos по-прежнему содержат систематические ошибки неизвестного происхождения». Хотя радиоданные также имеют систематические ошибки, решение Harper объединяет наборы данных в надежде смягчить такие ошибки. [103] Обновленный результат дальнейших . наблюдения с помощью ALMA и e-Merlin дают параллакс4,51 ± 0,8 мсек. дуги и расстоянии222+34−48ПК или724+111−156лы.

В 2020 году новые данные наблюдений с космического сканера выброса солнечной массы на борту спутника Кориолиса и три различных метода моделирования позволили получить усовершенствованный параллакс5,95+0,58−0,85мас, радиус764+116−62 R ☉ , а расстояние168,1+27,5−14,4ПК или548+90−49ly, что, если быть точным, означает, что Бетельгейзе почти на 25% меньше и на 25% ближе к Земле, чем считалось ранее.

Хотя не ожидалось, что текущая миссия Европейского космического агентства Gaia даст хорошие результаты для звезд ярче, чем примерно V=6 предел насыщения инструментов миссии, фактическая работа показала хорошие результаты на объектах с величиной около +3. Принудительные наблюдения за более яркими звездами означают, что окончательные результаты должны быть доступны для всех ярких звезд, а параллакс для Бетельгейзе будет опубликован на порядок более точный, чем доступный в настоящее время. Данные о Бетельгейзе отсутствуют во втором выпуске данных Gaia .

## Изменчивость

Бетельгейзе классифицируется как полуправильная переменная звезда , что указывает на то, что в изменениях блеска заметна некоторая периодичность, но амплитуды могут различаться, циклы могут иметь разную длину, а также могут быть остановки или периоды нерегулярности. Помещен в подгруппу SRc; это пульсирующие красные сверхгиганты с амплитудой около одной звездной величины и периодом от десятков до сотен дней.

Бетельгейзе обычно показывает лишь небольшие изменения яркости вблизи звездной величины +0,5, хотя в крайних точках она может стать яркой, как звездная величина 0,0, или настолько слабой, как звездная величина +1,6. Бетельгейзе занесена в Общий каталог переменных звезд с возможным периодом 2335 дней. Более подробный анализ показал основной период около 400 дней, короткий период 185 дней, и более длительный вторичный период около 2100 дней. Самая низкая достоверно зарегистрированная звездная величина в полосе V +1,614 была зарегистрирована в феврале 2020 года.

Радиальные пульсации красных сверхгигантов хорошо смоделированы и показывают, что периоды в несколько сотен дней обычно связаны с фундаментальной пульсацией и пульсацией первого обертона . Линии в спектре Бетельгейзе показывают доплеровские сдвиги , указывающие на изменения лучевой скорости , очень грубо соответствующие изменениям яркости. Это демонстрирует природу пульсаций размеров, хотя соответствующие температурные и спектральные вариации четко не видны. Изменения диаметра Бетельгейзе также были измерены напрямую. Первый обертоннаблюдаются пульсации продолжительностью 185 дней, а соотношение основного и обертонного периодов дает ценную информацию о внутреннем строении звезды и ее возрасте.

Источник длинных вторичных периодов неизвестен, но их нельзя объяснить радиальными пульсациями . Интерферометрические наблюдения Бетельгейзе показали горячие точки, которые, как считается, созданы массивными конвекционными ячейками, составляют значительную часть диаметра звезды и каждая из них излучает 5–10% всего света звезды. Одна из теорий, объясняющая длинные вторичные периоды, заключается в том, что они вызваны эволюцией таких клеток в сочетании с вращением звезды. Другие теории включают тесные бинарные взаимодействия, хромосферную магнитную активность, влияющую на потерю массы, или нерадиальные пульсации, такие как g-моды .

Помимо дискретных доминирующих периодов наблюдаются малоамплитудные стохастические вариации. Предполагается, что это связано с грануляцией , похожей на тот же эффект на солнце, но в гораздо большем масштабе.

## Диаметр

См. Также: Список крупнейших известных звезд.
13 декабря 1920 года Бетельгейзе стала первой звездой за пределами Солнечной системы, у которой был измерен угловой размер ее фотосферы. Хотя интерферометрия все еще находилась в зачаточном состоянии, эксперимент оказался успешным. Исследователи, используя модель однородного диска, определили, что Бетельгейзе имела диаметр0,047″ , хотя звездный диск, вероятно, был на 17% больше из-за потемнения к краю , в результате чего его угловой диаметр оценивается примерно в 0,055″ [ к0,069″ . Объединение этих данных с историческими оценками расстояния от 180 до815 световых лет дает прогнозируемый радиус звездного диска от 1,2 до8,9 а.е. Используя Солнечную систему для сравнения, орбита Марса составляет около1,5 а.е. , Церера в поясе астероидов 2,7 а.е. , Юпитер 5,5 а . \_9,5 а.е.

Точный диаметр было трудно определить по нескольким причинам:

1. Бетельгейзе — пульсирующая звезда, поэтому ее диаметр со временем меняется;
2. У звезды нет определяемого «края», поскольку потемнение края приводит к тому, что оптическое излучение меняется по цвету и уменьшается по мере удаления от центра;
3. Бетельгейзе окружена околозвездной оболочкой, состоящей из вещества, выбрасываемого звездой — вещества, которое поглощает и излучает свет, — что затрудняет определение фотосферы звезды;
4. Измерения можно проводить на разных длинах волн в пределах электромагнитного спектра , и разница в сообщаемых диаметрах может достигать 30–35%, однако сравнение одного результата с другим затруднено, поскольку видимый размер звезды различается в зависимости от используемой длины волны. Исследования показали, что измеренный угловой диаметр значительно больше в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, уменьшается в видимом диапазоне до минимума в ближнем инфракрасном диапазоне и снова увеличивается в среднем инфракрасном диапазоне;
5. Атмосферное мерцание ограничивает разрешение, получаемое с помощью наземных телескопов, поскольку турбулентность ухудшает угловое разрешение.
6. Обычно сообщается, что радиусы больших холодных звезд - это радиусы Росселанда , определяемые как радиус фотосферы на определенной оптической глубине в две трети. Это соответствует радиусу, рассчитанному по эффективной температуре и болометрической светимости. Радиус Росселанда отличается от радиусов, измеренных непосредственно, с поправками на затемнение конечностей и длину волны наблюдения. Например, измеренный угловой диаметр 55,6 мсек. дуги будет соответствовать среднему диаметру Росселанда 56,2 мсек. дуги, в то время как дальнейшие поправки на существование окружающих пылевых и газовых оболочек дадут диаметр41,9 мсек .
7. Чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи использовали различные решения. Астрономическая интерферометрия, впервые предложенная Ипполитом Физо в 1868 году, была основополагающей концепцией, которая позволила значительно улучшить современную телескопию и привела к созданию интерферометра Майкельсона в 1880-х годах и первому успешному измерению Бетельгейзе. Подобно тому, как человеческое восприятие глубины увеличивается, когда два глаза вместо одного воспринимают объект, Физо предложил наблюдать за звездами через два отверстия вместо одного, чтобы получить интерференцию.это дало бы информацию о пространственном распределении интенсивности звезды. Наука развивалась быстро, и теперь интерферометры с несколькими апертурами используются для получения крапчатых изображений , которые синтезируются с помощью анализа Фурье для получения портрета с высоким разрешением. Именно эта методология определила горячие точки на Бетельгейзе в 1990-х годах. Другие технологические прорывы включают адаптивную оптику , космические обсерватории , такие как Hipparcos, Hubble и Spitzer , и астрономический многолучевой рекомбинатор (AMBER)., который объединяет лучи трех телескопов одновременно, позволяя исследователям достигать пространственного разрешения в миллисекунды угловой секунды .
8. Наблюдения в разных областях электромагнитного спектра — видимом, ближнем инфракрасном ( NIR ), среднем инфракрасном (MIR) или радио — дают очень разные угловые измерения. В 1996 году было показано, что Бетельгейзе имеет однородный диск56,6 ± 1,0 мсек. дуги . В 2000 году команда Лаборатории космических наук измерила диаметр54,7 ± 0,3 мсек. дуги , игнорируя любой возможный вклад горячих точек, которые менее заметны в среднем инфракрасном диапазоне. Также был включен теоретический допуск на затемнение конечностей, что дает диаметр55,2 ± 0,5 мсек. дуги . Предыдущая оценка равняется радиусу примерно5,6 а.е. или 1200 R ☉ , при условии, что расстояние Харпера 2008 г.197,0 ± 45 пк , цифра примерно равна размеру орбиты Юпитера5,5 а.е.
9. В 2004 году группа астрономов, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне, объявила, что более точные измерения фотосферы43,33 ± 0,04 мсек. дуги . В исследовании также было предложено объяснение того, почему различные длины волн от видимого до среднего инфракрасного диапазона дают разные диаметры: звезда видна сквозь толстую, теплую расширенную атмосферу. На коротких волнах (видимый спектр) атмосфера рассеивает свет, немного увеличивая диаметр звезды. В ближнем инфракрасном диапазоне ( диапазоны K и L ) рассеяние незначительно, поэтому можно непосредственно увидеть классическую фотосферу; в среднем инфракрасном диапазоне рассеяние снова увеличивается, в результате чего тепловое излучение теплой атмосферы увеличивает видимый диаметр.

Исследования с IOTA и VLTI, опубликованные в 2009 году, убедительно подтвердили идею пылевых оболочек и молекулярной оболочки (MOLsphere) вокруг Бетельгейзе и дали диаметры от 42,57 до44,28 мсек. дуги со сравнительно незначительной погрешностью. В 2011 г. третья оценка в ближнем инфракрасном диапазоне, подтверждающая цифры 2009 г., на этот раз показала, что диаметр затемненного к краю диска составляет42,49 ± 0,06 мсек. дуги . Диаметр фотосферы в ближнем инфракрасном диапазоне43,33 мсек. дуги на расстоянии Hipparcos от152 ± 20 пк соответствует примерно3,4 а.е. или 730 р ☉ . В статье 2014 года угловой диаметр равен42,28 мсек (эквивалентнооднородный диск 41,01 мсек. дуги ) по наблюдениям в диапазонах H и K, сделанным с помощью прибора VLTI AMBER.

В 2009 году было объявлено, что радиус Бетельгейзе сократился с 1993 по 2009 год на 15%, а угловое измерение 2008 года равно47,0 мсек. дуги . В отличие от большинства более ранних работ, в этом исследовании использовались измерения на одной конкретной длине волны в течение 15 лет. Уменьшение видимого размера Бетельгейзе соответствует диапазону значений между56,0 ± 0,1 мсек. дуги в 1993 г. до47,0 ± 0,1 мсек. дуги в 2008 г. — сокращение почти0,9 а.е. в15 лет . Обычно считается, что наблюдаемое сжатие является изменением лишь части расширенной атмосферы вокруг Бетельгейзе, а наблюдения на других длинах волн показали увеличение диаметра за аналогичный период.

Последние модели Бетельгейзе имеют угловой диаметр фотосферы около43 мсек , с несколькими снарядами до 50-60 мас . Предполагая расстояние197 пк , это означает диаметр звезды887 ± 203 р ☉ .

Когда-то считавшаяся обладательницей самого большого углового диаметра среди всех звезд на небе после Солнца , Бетельгейзе утратила это отличие в 1997 году, когда группа астрономов измерила R Золотой Рыбы с диаметром57,0 ± 0,5 мсек. дуги , хотя R Doradus, будучи намного ближе к Земле примерно на200 световых лет , имеет линейный диаметр примерно в треть диаметра Бетельгейзе.

## Физические характеристики

Бетельгейзе — очень большая, яркая, но холодная звезда, классифицируемая как красный сверхгигант M1-2 Ia-ab . Буква «М» в этом обозначении означает, что это красная звезда, относящаяся к спектральному классу М и поэтому имеющая относительно низкую температуру фотосферы; класс светимости с суффиксом «Ia-ab» указывает на то, что это сверхгигант средней светимости со свойствами, промежуточными между нормальным сверхгигантом и светящимся сверхгигантом. С 1943 года спектр Бетельгейзе служит одной из стабильных опорных точек, по которым классифицируются другие звезды.

Неопределенность в температуре, диаметре и расстоянии поверхности звезды затрудняет точное измерение светимости Бетельгейзе, но исследования 2012 года показывают светимость около 126 000 л ☉ при расстоянии200 шт . Исследования, проведенные с 2001 года, показывают, что эффективные температуры находятся в диапазоне от 3250 до 3690 К. Ранее сообщалось о значениях за пределами этого диапазона, и считается, что большая часть вариаций реальна из-за пульсаций в атмосфере. Звезда также является медленным вращателем, и самая последняя зарегистрированная скорость была5,45 км/с — намного медленнее, чем Антарес , скорость вращения которого составляет20 км/с . Период вращения зависит от размера Бетельгейзе и ее ориентации на Землю, но, как было рассчитано, он принимает36 лет , чтобы повернуться вокруг своей оси, наклоненной под углом около60° к Земле.

В 2004 году астрономы, использующие компьютерное моделирование, предположили, что даже если Бетельгейзе не вращается, она может проявлять крупномасштабную магнитную активность в своей расширенной атмосфере, фактор, при котором даже умеренно сильные поля могут иметь существенное влияние на звездную пыль, ветер и потерю массы. характеристики. Серия спектрополяриметрических наблюдений, проведенных в 2010 г. с помощью телескопа Бернара Лио в обсерватории Пик дю Миди, выявила наличие слабого магнитного поля на поверхности Бетельгейзе, предполагая, что гигантские конвективные движения сверхгигантских звезд могут спровоцировать возникновение мелкомасштабного динамо-эффекта .

### Масса

У Бетельгейзе нет известных орбитальных спутников, поэтому ее массу нельзя рассчитать этим прямым методом. Современные оценки массы на основе теоретического моделирования дали значения 9,5–21 M ☉ , со значениями 5 M ☉ –30 M ☉ из более старых исследований. Было подсчитано, что Бетельгейзе начала свою жизнь как звезда с M ☉ 15–20 , исходя из солнечной светимости 90 000–150 000. Новый метод определения массы сверхгиганта был предложен в 2011 году, аргументируя текущую звездную массу 11,6 M ☉ с верхним пределом 16,6 и нижним пределом 7,7 M ☉., основанный на наблюдениях профиля интенсивности звезды с помощью узкой интерферометрии в H-диапазоне и с использованием фотосферных измерений примерно4,3 а.е. или955 ± 217 р ☉ . Подгонка модели к эволюционным траекториям дает текущую массу 19,4–19,7 M ☉ по сравнению с начальной массой 20 M ☉ .

### Движение

Кинематика Бетельгейзе сложна . Возраст сверхгигантов класса M с начальной массой 20 M ☉ составляет примерно 10 миллионов лет. Начиная с ее нынешнего положения и движения, проекция назад во времени поместит Бетельгейзе вокруг290 парсек дальше от галактической плоскости — маловероятное место, так как там нет области звездообразования . Более того, предполагаемый путь Бетельгейзе, по-видимому, не пересекается с субассоциацией 25 Ori или гораздо более молодым скоплением туманности Ориона (ONC, также известным как Ori OB1d), особенно с учетом того, что астрометрия массива очень длинных базовых линий дает расстояние от Бетельгейзе до ONC между 389 и 414 парсек . Следовательно, вполне вероятно, что Бетельгейзе не всегда имела свое нынешнее движение в пространстве, но в то или иное время меняла курс, возможно, в результате близкого звездного взрыва . Наблюдение космической обсерватории Гершеля в январе 2013 года показало, что ветры звезды сталкиваются с окружающей межзвездной средой.

Наиболее вероятный сценарий звездообразования Бетельгейзе состоит в том, что это убегающая звезда из ассоциации Орион OB1 . Первоначально член массивной множественной системы внутри Ori OB1a, Бетельгейзе, вероятно, сформировалась около 10–12 миллионов лет назад , но быстро эволюционировала из-за своей большой массы. В 2015 году Х. Буи и Дж. Алвес предположили, что Бетельгейзе вместо этого может быть членом недавно обнаруженной ассоциации Taurion OB .

### Околозвездная динамика

На поздней стадии звездной эволюции массивные звезды, такие как Бетельгейзе, демонстрируют высокие темпы потери массы , возможно, до одной M☉ каждую секунду .10 000 лет , что привело к созданию сложной околозвездной среды , которая постоянно меняется. В статье 2009 года потеря массы звезды была названа «ключом к пониманию эволюции Вселенной с самых ранних космологических времен до нынешней эпохи, а также формирования планет и формирования самой жизни». Однако физический механизм изучен недостаточно. Когда Мартин Шварцшильд впервые предложил свою теорию огромных конвекционных ячеек, он утверждал, что это была вероятная причина потери массы у эволюционировавших сверхгигантов, таких как Бетельгейзе. Недавняя работа подтвердила эту гипотезу, но все еще остаются неопределенности в отношении структуры их конвекции, механизма потери массы, того, как образуется пыль в их расширенной атмосфере, и условий, которые ускорят их драматический финал в виде сверхновой II типа. В 2001 г. Грэм Харпер оценил звездный ветер в 0,03 M ☉ каждую секунду.10 000 лет , но исследования, проведенные с 2009 года, предоставили доказательства эпизодической потери массы, что делает любые общие цифры для Бетельгейзе неопределенными. Текущие наблюдения показывают, что звезда, подобная Бетельгейзе, может провести часть своей жизни как красный сверхгигант , но затем пересечь диаграмму HR, снова пройти короткую фазу желтого сверхгиганта , а затем взорваться как синий сверхгигант или Вольф . – звезда Райе .

Возможно, астрономы близки к разгадке этой тайны. Они заметили большой шлейф газа, простирающийся как минимум в шесть раз от радиуса звезды, что указывает на то, что Бетельгейзе не сбрасывает вещество равномерно во всех направлениях. Наличие шлейфа означает, что сферическая симметрия фотосферы звезды, часто наблюдаемая в инфракрасном диапазоне, не сохраняется в ближайшем окружении. Сообщалось об асимметрии звездного диска на разных длинах волн. Однако благодаря усовершенствованным возможностям адаптивной оптики NACO на VLT эти асимметрии стали более заметными. Двумя механизмами, которые могли вызвать такую ​​асимметричную потерю массы, были крупномасштабные конвекционные ячейки или полярная потеря массы, возможно, из-за вращения. При более глубоком зондировании с помощью ESO AMBER было замечено, что газ в расширенной атмосфере сверхгиганта энергично перемещается вверх и вниз, создавая пузыри размером с сам сверхгигант, что привело его команду к выводу, что такое звездное движение стоит за массивным выбросом шлейфа, наблюдаемым Кервеллой.

### Асимметричные оболочки

В дополнение к фотосфере в настоящее время идентифицированы шесть других компонентов атмосферы Бетельгейзе. Они представляют собой молекулярную среду, иначе известную как MOLsphere, газовую оболочку, хромосферу, пылевую среду и две внешние оболочки (S1 и S2), состоящие из монооксида углерода (CO). Известно, что некоторые из этих элементов асимметричны, а другие перекрываются.

Примерно на 0,45 звездных радиусах (~2–3 а.е. ) над фотосферой может находиться молекулярный слой, известный как MOLsphere или молекулярное окружение. Исследования показывают, что он состоит из водяного пара и окиси углерода с эффективной температурой около1500 ± 500 К. Водяной пар был первоначально обнаружен в спектре сверхгиганта в 1960-х годах с помощью двух проектов Stratoscope, но игнорировался в течение десятилетий. MOLsphere также может содержать SiO и Al 2 O 3 — молекулы, которые могут объяснить образование пылевых частиц.

Асимметричная газовая оболочка, другая более холодная область, простирается на несколько радиусов (~1040 а.е. ) от фотосферы. Он обогащен кислородом и особенно азотом по отношению к углероду. Эти аномалии состава, вероятно, вызваны загрязнением материала, обработанного CNO , изнутри Бетельгейзе.

Снимки, сделанные радиотелескопом в 1998 г., подтверждают, что Бетельгейзе имеет очень сложную атмосферу с температурой3450 ± 850 К , аналогично тому, что зафиксировано на поверхности звезды, но намного ниже, чем у окружающего газа в той же области. Изображения VLA также показывают, что этот низкотемпературный газ постепенно охлаждается по мере своего расширения наружу. Хотя это и неожиданно, оказывается, что это самый распространенный компонент атмосферы Бетельгейзе. «Это меняет наше базовое понимание атмосфер красных сверхгигантов», — объяснил Джереми Лим, руководитель группы. «Вместо того, чтобы атмосфера звезды равномерно расширялась из-за газа, нагретого до высоких температур вблизи ее поверхности, теперь кажется, что несколько гигантских конвекционных ячеек выталкивают газ с поверхности звезды в ее атмосферу». Это та же самая область, в которой, как полагают, существует обнаруженный Кервеллой в 2009 году яркий шлейф, возможно содержащий углерод и азот и простирающийся как минимум на шесть фотосферных радиусов в юго-западном направлении звезды.

Хромосфера была запечатлена камерой для слабых объектов на борту космического телескопа Хаббла в ультрафиолетовом диапазоне длин волн . На изображениях также была обнаружена яркая область в юго-западном квадранте диска. Средний радиус хромосферы в 1996 г. примерно в 2,2 раза превышал оптический диск (~10 а.е. ) и, как сообщается, имеет температуру не выше5500 К . Однако в 2004 г. наблюдения с помощью STIS, высокоточного спектрометра Хаббла, показали существование теплой хромосферной плазмы на расстоянии не менее одной угловой секунды от звезды. На расстоянии197 пк , размер хромосферы может достигать200 а.е. Наблюдения убедительно показали, что теплая хромосферная плазма пространственно перекрывается и сосуществует с холодным газом в газовой оболочке Бетельгейзе, а также с пылью в ее околозвездных пылевых оболочках.

Первое заявление о пылевой оболочке, окружающей Бетельгейзе, было выдвинуто в 1977 году, когда было отмечено, что пылевые оболочки вокруг зрелых звезд часто излучают большое количество радиации, превышающее вклад фотосферы. Используя гетеродинную интерферометрию , был сделан вывод, что красный сверхгигант излучает большую часть своего избыточного излучения из положений за пределами 12 звездных радиусов или примерно на расстоянии пояса Койпера от 50 до 60 а.е., что зависит от предполагаемого звездного радиуса. С тех пор были проведены исследования этой пылевой оболочки на различных длинах волн, давшие совершенно разные результаты. Исследования 1990-х годов оценили внутренний радиус пылевой оболочки от 0,5 до1,0 угловых секунды или от 100 до200 а.е. Эти исследования показывают, что пылевая среда, окружающая Бетельгейзе, не является статичной. В 1994 году сообщалось, что Бетельгейзе подвергается спорадическому образованию пыли в течение десятилетий, за которым следует бездействие. В 1997 г. были отмечены значительные изменения морфологии пылевой оболочки за один год, что позволяет предположить, что оболочка асимметрично освещена полем звездного излучения, на которое сильно повлияло существование фотосферных горячих точек. Отчет 1984 года о гигантской асимметричной пылевой оболочке.1 шт. (206 265 а.е. ) не подтверждается недавними исследованиями, хотя в другом, опубликованном в том же году, говорится, что были обнаружены три пылевые оболочки, простирающиеся на четыре световых года от одной стороны распадающейся звезды, что позволяет предположить, что Бетельгейзе сбрасывает свои внешние слои по мере своего движения.

Хотя точный размер двух внешних оболочек CO остается неясным, предварительные оценки предполагают, что одна оболочка простирается примерно от 1,5 до 4,0 угловых секунд , а другая расширяется до 7,0 угловых секунд. Предполагая, что орбита Юпитера5,5 астрономических единиц в качестве радиуса звезды, внутренняя оболочка будет простираться примерно на 50–150 звездных радиусов (от ~800 а.е. ), а внешний — до 250 звездных радиусов (~1400 а.е. ). Гелиопауза Солнца оценивается примерно в 100 а.е., поэтому размер этой внешней оболочки почти в четырнадцать раз превышает размер Солнечной системы.

### Сверхзвуковой носовой удар

Бетельгейзе движется на сверхзвуковой скорости через межзвездную среду со скоростью30 км/с (т.е. ~6.3 AU/a ), создающий ударную волну в носовой части . Удар создается не звездой, а ее мощным звездным ветром , когда она выбрасывает огромное количество газа в межзвездную среду со скоростью17 км/с , нагревая вещество, окружающее звезду, делая ее видимой в инфракрасном свете. Из-за того, что Бетельгейзе такая яркая, только в 1997 г. впервые был получен снимок ударной волны. Кометная структура оценивается как минимум в один парсек в ширину при расстоянии 643 световых года .

Гидродинамическое моделирование головной ударной волны, выполненное в 2012 г., показывает, что она очень молода — менее 30 000 лет — что предполагает две возможности: что Бетельгейзе только недавно переместилась в область межзвездной среды с другими свойствами или что Бетельгейзе претерпела значительную трансформацию, создав измененный звездный ветер. В статье 2012 года предполагается, что это явление было вызвано переходом Бетельгейзе из голубого сверхгиганта (BSG) в красный сверхгигант (RSG). Есть свидетельства того, что на поздней стадии эволюции звезды, подобной Бетельгейзе, такие звезды «могут претерпевать быстрые переходы от красного к синему и наоборот на диаграмме Герцшпрунга-Рассела с сопутствующими быстрыми изменениями их звездных ветров и ударных волн». Более того, если будущие исследования подтвердят эту гипотезу, может оказаться, что Бетельгейзе пролетела около 200 000 а.3 M ☉ вдоль своей траектории.

## Фазы жизни

Бетельгейзе — красный сверхгигант, возникший из звезды главной последовательности О-типа . Его ядро ​​​​в конечном итоге разрушится, произведя взрыв сверхновой и оставив после себя компактный остаток . Детали зависят от точной начальной массы и других физических свойств этой звезды главной последовательности.

### Основная последовательность

Начальную массу Бетельгейзе можно оценить только путем проверки различных моделей звездной эволюции, чтобы они соответствовали ее текущим наблюдаемым свойствам. Неизвестность как моделей, так и текущих свойств означает, что существует значительная неопределенность в отношении первоначального появления Бетельгейзе, но ее масса обычно оценивается в диапазоне 10–25 M ☉ , а современные модели находят значения 15–20 M. ☉ . Можно разумно предположить, что его химический состав состоял примерно из 70% водорода, 28% гелия и 2,4% тяжелых элементов, немного более богатых металлами, чем Солнце, но в остальном похожих. Начальная скорость вращения более неопределенна, но модели с начальной скоростью вращения от низкой до умеренной лучше всего соответствуют текущим свойствам Бетельгейзе. Эта версия Бетельгейзе главной последовательности была бы горячей яркой звездой со спектральным классом, таким как O9V.

Звезде 15 M ☉ потребуется от 11,5 до 15 миллионов лет, чтобы достичь стадии красного сверхгиганта, а более быстро вращающимся звездам потребуется больше всего времени. Быстро вращающимся звездам 20 M ☉ требуется 9,3 миллиона лет, чтобы достичь стадии красного сверхгиганта, в то время как 20 M ☉ звездам с медленным вращением требуется всего 8,1 миллиона лет. Это наилучшие оценки текущего возраста Бетельгейзе, поскольку время, прошедшее с момента ее нулевого возраста на главной последовательности, оценивается в 8,0–8,5 миллионов лет для звезды с массой 20 M ☉ без вращения.

### После исчерпания водорода в активной зоне

Время, проведенное Бетельгейзе в качестве красного сверхгиганта, можно оценить, сравнив скорость потери массы с наблюдаемым околозвездным материалом, а также содержание тяжелых элементов на поверхности. Оценки варьируются от 20 000 лет до максимум 140 000 лет. Бетельгейзе, по-видимому, претерпевает короткие периоды сильной потери массы и представляет собой убегающую звезду, быстро движущуюся в пространстве, поэтому сравнение ее текущей потери массы с общей потерянной массой затруднено.

На поверхности Бетельгейзе наблюдается повышенное содержание азота, относительно низкий уровень углерода и высокая доля 13 С по сравнению с 12 С , что указывает на то, что звезда испытала первое вымывание . Однако первая выемка происходит вскоре после того, как звезда достигает фазы красного сверхгиганта, и поэтому это означает только то, что Бетельгейзе была красным сверхгигантом по крайней мере несколько тысяч лет. Наилучшее предсказание состоит в том, что Бетельгейзе уже провела около 40 000 лет в качестве красного сверхгиганта , покинув главную последовательность примерно миллион лет назад.

Текущую массу можно оценить из эволюционных моделей по начальной массе и ожидаемой массе, потерянной на данный момент. Прогнозируется, что для Бетельгейзе общая потеря массы составит не более одного M ☉ , что дает текущую массу 19,4–19,7 M ☉ , что значительно выше, чем оценивается другими средствами, такими как пульсационные свойства или модели потемнения конечностей.

Массу Бетельгейзе также можно оценить по ее положению на диаграмме цвет-величина-величина (CMD) . Согласно обзору исторических записей 2022 года, цвет Бетельгейзе мог измениться с желтого (или, возможно, оранжевого) на красный за последние несколько тысяч лет. Это изменение цвета в сочетании с CMD предполагает массу 14 M ☉ и возраст 14 млн лет.

Ожидается , что все звезды с массой более 10 M ☉ закончат свою жизнь, когда их ядра коллапсируют, что обычно приводит к взрыву сверхновой. Примерно до 15 M ☉ сверхновая типа II-P всегда рождается на стадии красного сверхгиганта.

Более массивные звезды могут терять массу достаточно быстро, поэтому они эволюционируют в сторону более высоких температур, прежде чем их ядра могут разрушиться, особенно для вращающихся звезд и моделей с особенно высокими темпами потери массы. Эти звезды могут производить сверхновые типа II-L или типа IIb из желтых или голубых сверхгигантов или сверхновые типа I b/c из звезд Вольфа-Райе. Модели вращающихся звезд с массой 20 M ☉ предсказывают пекулярную сверхновую типа II, подобную SN 1987A , от прародителя голубого сверхгиганта . С другой стороны, невращающиеся модели 20M ☉ предсказывают появление сверхновой типа II-P из красного сверхгиганта- прародителя.

Время до взрыва Бетельгейзе зависит от предсказанных начальных условий и от оценки времени, уже проведенного в качестве красного сверхгиганта. Общее время жизни от начала фазы красного сверхгиганта до коллапса ядра варьируется примерно от 300 000 лет для вращающейся звезды с массой 25 M ☉ , 550 000 лет для вращающейся звезды с массой 20 M ☉ и до миллиона лет для невращающейся звезды с массой 15 M . ☉ звезда. Учитывая расчетное время, прошедшее с тех пор, как Бетельгейзе стала красным сверхгигантом, оценки ее оставшегося срока службы варьируются от «наилучшего предположения» менее 100 000 лет для невращающейся модели 20 M ☉ до гораздо большего для вращающихся моделей или звезд с меньшей массой. Предполагаемое место рождения Бетельгейзе в ассоциации Орион OB1 является местом нескольких предыдущих сверхновых. Считается, что убегающие звезды могут быть вызваны сверхновыми, и есть убедительные доказательства того, что все OB-звезды μ Columbae , AE Aurigae и 53 Arietis произошли от таких взрывов в Ori OB1 2,2, 2,7 и 4,9 миллиона лет назад.

Типичная сверхновая типа II-P излучает2 × 10 46 Дж нейтрино и производит взрыв с кинетической энергией2 × 10 44 Дж . Если смотреть с Земли, Бетельгейзе как сверхновая типа IIP будет иметь максимальную видимую звездную величину где-то в диапазоне от -8 до -12. Это было бы легко видно при дневном свете, с возможной яркостью до значительной части полной луны , хотя, вероятно, не превышая ее. Этот тип сверхновой будет оставаться примерно с постоянной яркостью в течение 2–3 месяцев, прежде чем быстро потускнеть. Видимый свет возникает в основном в результате радиоактивного распада кобальта и сохраняет свою яркость благодаря возрастающей прозрачности охлаждающего водорода, выбрасываемого сверхновой.

## Репортажи в СМИ

Из-за недоразумений, вызванных публикацией в 2009 году информации о 15%-ом сжатии звезды, по-видимому, ее внешней атмосферы, Бетельгейзе часто становилась предметом страшилок и слухов, предполагающих, что она взорвется в течение года, что привело к преувеличенные заявления о последствиях такого события. Время и распространенность этих слухов были связаны с более широкими неправильными представлениями об астрономии, особенно с предсказаниями конца света, относящимися к календарному апокалипсису майя . Бетельгейзе вряд ли вызовет гамма-всплеск и находится недостаточно близко для рентгеновского излучения., ультрафиолетовое излучение или выброшенный материал, которые могут оказать существенное воздействие на Землю .

После того, как Бетельгейзе погасла в декабре 2019 года, сообщения появились в научных и основных СМИ, которые снова включали предположения о том, что звезда может вот-вот взорваться как сверхновая — даже несмотря на научные исследования, что сверхновая — это не ожидается, возможно, в течение 100 000 лет. Некоторые источники сообщали о величине всего лишь +1,3 как о необычном и интересном явлении, например журнал Astronomy , National Geographic , и Смитсоновский институт .

Некоторые основные средства массовой информации, такие как The Washington Post , ABC News в Австралии, и Popular Science , сообщали, что сверхновая возможна, но маловероятна, в то время как другие СМИ ложно изображали сверхновую как неминуемую реалистичную возможность. CNN , например, выбрал заголовок «Гигантская красная звезда ведет себя странно, и ученые думают, что она может вот-вот взорваться» [ , в то время как New York Post объявила Бетельгейзе «из-за взрыва сверхновой».

Фил Плэйт в своем блоге Bad Astronomy , отметив, что недавнее поведение Бетельгейзе, «хотя и необычное… не является беспрецедентным», утверждал, что звезда вряд ли взорвется «в течение долгого-долгого времени». Деннис Оверби из The New York Times согласился с тем, что взрыв не был неизбежен, но добавил, что «астрономы развлекаются, думая об этом».

После возможной сверхновой останется небольшой плотный остаток , либо нейтронная звезда , либо черная дыра . Бетельгейзе, кажется, не имеет ядра, достаточно массивного для черной дыры, поэтому остаток, вероятно, будет нейтронной звездой примерно 1,5 M ☉ .

## Этнологические атрибуты

### Орфография и произношение

Бетельгейзе также пишется Betelgeux и, по- немецки , Beteigeuze (согласно Боде ). Betelgeux и Betelgeuze использовались до начала 20 века, когда написание Betelgeuse стало универсальным. Консенсус относительно его произношения слаб и столь же разнообразен, как и его написание:

1. / ˈ b ɛ t əl dʒ uː z / BET -əl-jooz -Оксфордский словарь английского языка иКоролевское астрономическое общество Канады
2. / ˈ b iː t əl dʒ uː z , - dʒ ɜː ​​z / BEET -əl-jooz, -⁠jurz –Оксфордский словарь английского языка
3. / ˈ b iː t əl dʒ uː s / BEET -əl-joos - (Canadian Oxford Dictionary,Webster's Collegiate Dictionary )
4. / b ɛ t əl ˈ ɡ ɜːr z / bet-əl- GURZ – (Марта Эванс Мартин,The Friendly Stars)

Произношение -urz - это попытки передать французское звучание eu ; они работают только в r - опускание акцентов.

### этимология

1. Иллюстрация Ориона (перевернутого по горизонтали) в «Книге неподвижных звезд» ас- Суфи . Бетельгейзе обозначена как Яд аль-Джауза («Рука Ориона»), одно из предполагаемых этимологических истоков ее современного названия, а также как Манкиб аль-Джауза («Плечо Ориона»).
2. Бетельгейзе часто неправильно переводят как «подмышка центральной». В своей работе 1899 года « Звездные имена и их значения » американский натуралист-любитель Ричард Хинкли Аллен заявил, что происхождение произошло от ابط الجوزاء Ibṭ al-Jauzah , которое, как он утверждал, выродилось в ряд форм, включая Bed Elgueze , Beit Algueze , Bet Эль-Гез , Бетейгез и другие, к формам Бетельгейзе , Бетельгез , Бетельгез и Бетельгё . Звезда была названа Бельденгеузе в Таблицах Альфонсов .а итальянский священник -иезуит и астроном Джованни Баттиста Риччоли назвал его Бектельгейзе или Бедальгейзе .
3. Пол Куницш, профессор арабистики Мюнхенского университета, опроверг происхождение Аллена и вместо этого предположил, что полное имя является искажением арабского يد الجوزاء Yad al-Jauzā' , что означает «Рука аль-Джауза» ; то есть , Орион. Европейская неправильная транслитерация на средневековую латынь привела к тому, что первый символ y ( ﻴ , с двумя точками внизу) был неправильно прочитан как b ( ﺒ , только с одной точкой внизу). В эпоху Возрождения имя звезды писалось как بيت الجوزاء Bait al-Jauzā'.(«дом Ориона») или بط الجوزاء Baţ al-Jauzā' , ошибочно считается означающим «подмышка Ориона» (истинный перевод «подмышка» будет ابط , транслитерируется как Ibţ ) . Это привело к современному переводу как Бетельгейзе . С тех пор другие авторы приняли объяснение Кунитча.
4. Последняя часть имени, «-elgeuse», происходит от арабского الجوزاء al-Jauzā' , исторического арабского названия созвездия Ориона , женского имени в старых арабских легендах и неопределенного значения. Поскольку جوز j-wz , корень jauzā ' , означает «средний», al-Jauzā' примерно означает «Центральный». Современное арабское имя Ориона - الجبار al-Jabbār («Гигант»), хотя использование الجوزاء al-Jauzā' в названии звезды продолжается. Английский переводчик XVII века Эдмунд Чилмид.дал ему имя Ied Algeuze («Рука Ориона»), от Christmannus . Другие записанные арабские имена включают Аль-Яд аль-Ямна («Правая рука»), Аль-Дхира («Рука») и Аль-Манкиб («Плечо»), все из аль-Джауза, Орион, как منكب الجوزاء Mankib al Jauzā' .
5. Звездная карта Дуньхуана , около 700 г. н.э., показывающая参宿四 Shēnxiùsì (Бетельгейзе), четвертую звезду созвездия Трех звезд.

### Другие названия

1. Другие названия Бетельгейзе включали персидское Bašn «Рука» и коптское Klaria «нарукавник». Баху было его санскритским именем, как часть индуистского понимания созвездия как бегущей антилопы или оленя. В традиционной китайской астрономии Бетельгейзе называется参宿四( Shēnxiùsì , Четвертая Звезда созвездия Трех Звезд ) поскольку китайское созвездие参宿первоначально относилось к трем звездам в поясе Ориона. . Это созвездие в конечном итоге было расширено до десяти звезд, но прежнее название закрепилось. В Японии клан Тайра, или Хайке, принял Бетельгейзе и ее красный цвет в качестве своего символа, назвав звезду Хэйкэ-боси (平家星), в то время как клан Минамото, или Гэндзи, выбрал Ригель и его белый цвет. . Две могущественные семьи вели легендарную войну в истории Японии, звезды смотрели друг на друга и разделялись только Поясом.
2. В таитянских преданиях Бетельгейзе была одной из колонн, поддерживающих небо, известной как Ана-вару , колонна, на которой можно сидеть. Его также называли Та'уруа-нуи-о-Мере «Великий праздник родительских желаний». Гавайский термин для этого был Каулуа-коко «блестящая красная звезда». Народ Лакандон в Центральной Америке знал его как chäk tulix «красная бабочка».
3. Писатель-астроном Роберт Бернхэм-младший предложил для звезды термин падпарадаша , обозначающий редкий оранжевый сапфир в Индии.

### Мифология

С историей астрономии, тесно связанной с мифологией и астрологией до научной революции , красная звезда, как и планета Марс , получившая свое название от римского бога войны , на протяжении тысячелетий была тесно связана с военным архетипом завоевания и, соответственно, , мотив смерти и возрождения. Другие культуры породили другие мифы. Стивен Р. Уилк предположил, что созвездие Ориона могло представлять греческого мифологического персонажа Пелопса., которому сделали для него искусственное плечо из слоновой кости с Бетельгейзе в качестве плеча, его цвет напоминал красновато-желтый блеск слоновой кости.

Аборигены из Великой пустыни Виктория в Южной Австралии включили Бетельгейзе в свои устные традиции как клуб Ньеруна (Орион), который наполняется огненной магией и рассеивается перед возвращением. Это было истолковано как свидетельство того, что ранние наблюдатели-аборигены знали об изменениях яркости Бетельгейзе. Народ Вардаман в северной Австралии знал эту звезду как Я-джунгин «Мелькающие глаза совы», ее переменный свет означал, что она периодически наблюдала за церемониями, проводимыми Лидером Красных Кенгуру Ригелем. В южноафриканской мифологии Бетельгейзе воспринималась как лев, бросающий хищный взгляд на трех зебр, представленныхПояс Ориона .

В Америке Бетельгейзе означает отрубленную конечность фигуры человека (Орион) — бразильские таулипаны знают это созвездие как Зилилкавай, героя, чья нога была отрезана его женой, с переменным светом Бетельгейзе, связанным с отсечением конечность. Точно так же народ лакота в Северной Америке видит в нем вождя, которому отрубили руку.

Санскритское название Бетельгейзе - ārdrā «влажная», одноименное лунному особняку Ардра в индуистской астрологии . Ригведический Бог бурь Рудра руководил звездой; эта ассоциация была связана энтузиастом звезд XIX века Ричардом Хинкли Алленом с бурной природой Ориона. Созвездия в македонском фольклоре представляли сельскохозяйственные предметы и животных, отражая их деревенский образ жизни. Для них Бетельгейзе была Орахом«пахарь», наряду с остальным Орионом, на котором изображен плуг с волами. Всход Бетельгейзе около 3 часов ночи в конце лета и осенью означал, что крестьянам пора идти на поля и пахать. Для инуитов появление Бетельгейзе и Беллатрикс высоко в южном небе после захода солнца означало начало весны и удлинение дней в конце февраля и начале марта. Две звезды были известны как Акуттуюук, «те (две), расположенные далеко друг от друга», имея в виду расстояние между ними, в основном людям с Северного острова Баффин и полуострова Мелвилл.

Противоположные положения Ориона и Скорпиона с соответствующими ярко-красными переменными звездами Бетельгейзе и Антарес были отмечены древними культурами по всему миру. Заход Ориона и восход Скорпиона означают смерть Ориона от скорпиона. В Китае они означают братьев и соперников Шэнь и Шан. Батаки Суматры отметили свой Новый год первым новолунием .после опускания Пояса Ориона за горизонт, после чего Бетельгейзе осталась «подобной хвосту петуха». Положения Бетельгейзе и Антареса на противоположных концах небесного неба считались важными, а их созвездия рассматривались как пара скорпионов. Дни Скорпиона отмечены как ночи, когда можно было увидеть оба созвездия.

### В популярной культуре

Смотрите также: Бетельгейзе в художественной литературе
Как одна из самых ярких и известных звезд, Бетельгейзе фигурирует во многих художественных произведениях. Необычное имя звезды вдохновило название фильма 1988 года «Битлджус» , отсылающего к его главному антагонисту, и сценарист Майкл Макдауэлл был впечатлен тем, как много людей установили связь. В популярном научно-фантастическом сериале Дугласа Адамса « Автостопом по Галактике» Форд Префект был с «маленькой планеты где-то в окрестностях Бетельгейзе».
В честь звезды были названы два корабля ВМС США, оба корабля времен Второй мировой войны: USS Betelgeuse ( AKA-11), спущенный на воду в 1939 году, и USS Betelgeuse (AK-260), спущенный на воду в 1944 году. В 1979 году французский супертанкер Betelgeuse был пришвартовался у острова Уидди , сбросив нефть, когда он взорвался, в результате чего погибло 50 человек в результате одной из самых страшных катастроф в истории Ирландии.
Песня Dave Matthews Band « Black and Blue Bird » отсылает к звезде. Песня Blur "Far Out" из их альбома 1994 года Parklife упоминает Бетельгейзе в своих текстах.
В стихотворении Филипа Ларкина «Северный корабль», найденном в одноименном сборнике , звезда упоминается в разделе «Выше 80 ° северной широты», который гласит:
«У женщины десять когтей», /
Пел пьяный боцман; / Дальше, чем Бетельгейзе, / Ярче, чем Орион, / Или планеты Венера и Марс, / Звезда пламенеет в океане; / «У женщины десять когтей», /
Запел пьяный боцман».
Гумберт Вульф написал стихотворение о Бетельгейзе, которое было положено на музыку Густавом Хольстом .

### Бетельгейзе в фантастике

1. Мифы Ктулху (1921-), вымышленная вселенная, созданная Лавкрафтом и др . В интерпретации Мифов Августа Дерлета Бетельгейзе является домом добрых Старших Богов .
2. Буря и эхо (1948), роман Фредерика Прокоша . Прокош писал «романы о путешествиях», которые представляли собой смесь рассказов о путешествиях, историй, философии, символизма и фэнтези. В рассказе о путешествиях в тропиках «Буря и эхо» он писал: «И в ту ночь я впервые столкнулся с этим лицом к лицу. Настоящая невыразимая вещь: вещь, которую я никогда не осмеливался себе представить. Смерть. Моя собственная смерть. ... Возможность, испорченная и вопиющая, моего собственного исчезновения. Это было похоже на плавание в одиночестве ночью в горячем, безбрежном море. Я чувствовал себя отвратительно одиноким. Двенадцать мужчин и женщина маршировали колонной через экватор. Никаких других следов человечества. ... Даже никаких следов истории. Насколько мы знали, это могли быть пустоши Бетельгейзе ».
3. « Игра в ракушки » (1954), рассказ Филипа К. Дика . Группа страдающих паранойей психически больных, давно застрявших на Бетельгейзе II , обнаруживает остатки своего потерпевшего кораблекрушение госпитального судна, «утонувшего в полужидком иле, составлявшем поверхность Бетельгейзе II. Ночная фосфоресценция танцевала и порхала над болотом».
4. Красный глаз Бетельгейзе [ Rotes Auge Beteigeuze ] и Земля умирает [ Die Erde Stirbt ] (1962), части 48–49 [40–41 в издании для США] из серии космических оперных новелл Перри Родана . , обе части написаны Уолтером Эрнстингом в роли Кларка Дарлтона. В этих частях давней английской версии [первоначально немецкой] серии Перри Родан сражается со Спрингерами (расой торговцев, происходящих от Арконидов Великого Империума в шаровом скоплении M13) .), которые планируют колонизировать Землю. Родану приходится имитировать разрушение нашего мира, чтобы отвлечь все более назойливых спрингеров и дать человечеству время, необходимое для развития в галактическую силу. Обманутые им и полагая, что это Земля, Спрингеры атакуют Бетельгейзе III и уничтожают ее.
5. Планета обезьян (1963), роман Пьера Буля . Профессор Антель, научный гений Земли, изобрел космический корабль, который может двигаться почти со скоростью света. Он и его товарищи отправляются в путешествие к звезде Бетельгейзе, которая, как говорят, находится «на расстоянии около трехсот световых лет от нашей планеты» и «излучает красный и оранжевый свет»; в конце своего космического путешествия они пробуждаются от криосна и обнаруживают себя рядом с землеподобной планетой, которую они называют Сорор.(Сестра). Экипаж приземляется, его побеждает племя примитивных людей, а затем захватывают разумные гориллы и шимпанзе, которые порабощают их и обращаются с ними как с тупыми животными. В кульминации романа они делают поразительное открытие об истории Сорор. Они сбегают и возвращаются на Землю, где делают еще более поразительное открытие.