Бетельгейзе и её невидимый спутник: астрофизики объяснили странное поведение звезды

В семистах световых годах от Земли яркая красная сверхгигант освещает ночное небо. Это Бетельгейзе — звезда, которая привлекала внимание человечества на протяжении тысячелетий. Археологи полагают, что древние люди использовали движение звезды по ночному небу для расчета предполагаемой даты рождения детей. Теперь новые данные свидетельствуют, что у Бетельгейзе тоже есть нечто вроде ребенка. Вокруг красного сверхгиганта вращается крошечная звезда-компаньон, которую астрономы назвали «приятельницей Бетельгейзе».

Название «Бетельгейзе» звезда получила в тринадцатом веке, когда ученые неправильно прочитали арабскую фразу, которую они истолковали как «рука великана». Это название было уместным, учитывая расположение звезды в созвездии Ориона. Исследователи назвали звезду-компаньона Сиварха — арабское слово, означающее «браслет».

Определенные аспекты поведения Бетельгейзе долгое время не поддавались объяснению. Добавление Сивархи в уравнение, по словам Андреи Дюпри, старшего астрофизика Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, участвовавшей в открытии, «решает много проблем».

Одной из таких проблем были изменения яркости и скорости Бетельгейзе, происходящие с двумя различными интервалами: один продолжительностью около 400 дней, другой — около 2000 дней. В 2020 году звезда попала в новости, когда загадочно потускнела гораздо сильнее, чем обычно — аномалия произошла, когда звезда выбросила огромное количество горячей плазмы. Четырехсотдневный период вызывается расширениями и сжатиями внешних слоев звезды. Но причина двухтысячедневного периода оставалась загадкой.

Дюпри и другие исследователи Центра астрофизики решили изучить десятилетия данных, собранных разными группами, которые документировали изменения яркости, скорости и положения Бетельгейзе. Исследователи из Института Флэтайрон в Нью-Йорке независимо преследовали ту же цель. Когда две группы объединили свои результаты, они пришли к одинаковому выводу: «компаньон был самым простым объяснением этого длительного периода».

Чтобы обойти проблему прямой видимости — звезда-компаньон в миллион раз тусклее Бетельгейзе, — Дюпри и коллеги решили искать не саму звезду, а её следы. Они начали изучать атмосферу Бетельгейзе в поисках возмущений, которые могли бы указывать на присутствие звезды-компаньона. Усилия увенчались успехом: способы поглощения и отражения света элементами в атмосфере Бетельгейзе со временем менялись таким образом, что указывало на прохождение крупного объекта сквозь атмосферу. Дюпри сравнивает наблюдаемую картину со следом, оставленным катером, пересекающим озеро.

Сиварха, вероятно, вызывает затемнение Бетельгейзе с двухтысячедневными интервалами, выталкивая плотный материал между звездой и Землей. Существование компаньона может также ответить на другие вопросы, например, почему вращение Бетельгейзе не замедлилось по мере старения и расширения звезды — возможно, Бетельгейзе крадет угловой момент у Сивархи.

В следующем году, когда Сиварха выйдет из-за Бетельгейзе, Дюпри и многие другие ученые попытаются сфотографировать звезду-компаньона напрямую с помощью различных мощных телескопов.

Вопрос, который остается: если у одной из самых изученных звезд на небе десятилетиями не замечали звезду-компаньона, то сколько еще невидимых спутников скрывается рядом с другими светилами, искажая их поведение и вводя астрономов в заблуждение?