В период с мая по сентябрь ожидается термоядерный взрыв белого карлика

Если посмотреть на северное полушарие неба, можно увидеть рукав Большой Медведицы и проследить взглядом его дугу, направленную к яркой звезде Арктур. Примерно в середине этой дуги находится созвездие Северной Короны, которое немного напоминает смайлик. В ближайшие недели, вплоть до сентября, с левой стороны Северной Короны зажжётся новая звезда, которая будет сиять там в течение примерно пяти дней.

Эта звёздная система называется T. Coronae Borealis, она также известна как Пылающая звезда, и большую часть времени она слишком тусклая, чтобы быть видимой невооружённым глазом. Но примерно раз в 80 лет сильный термоядерный взрыв делает её ярче более чем в 10 000 раз. В последний раз это произошло в 1946 году, так что теперь настала наша очередь увидеть его.

Звёздный неряха

«T. Coronae Borealis — это бинарная система. На самом деле это две звезды», — говорит Жерар Ван Бёлль, директор по науке Лоуэллской обсерватории во Флагстаффе, штат Аризона. Одна из этих звёзд — белый карлик, старая звезда, которая уже прошла через свой жизненный цикл, основанный на термоядерном синтезе. «Она прошла путь от звезды главной последовательности до звезды-гиганта. А в случае с гигантскими звёздами происходит так: их внешние слои в конце концов оказываются как бы вытолкнутыми в космическое пространство. То, что остаётся позади, — это оставшееся ядро звёзды, которое называется белым карликом», — объясняет Ван Бёлль.

Стадия белого карлика — это, как правило, суперспокойный период ухода звёзд на покой. Реакции ядерного синтеза больше не происходят, поэтому белые карлики очень тусклые. Однако они всё ещё довольно горячие и очень плотные: масса, сопоставимая с массой нашего Солнца, втиснута в объём, схожий с земным.

Но отставку белого карлика в T. Coronae Borealis трудно назвать мирной, поскольку у него есть сосед, склонный к разбрасыванию мусора. «Звезда-компаньон находится в фазе красного гиганта, когда она раздувается. Её внешние части отслаиваются и выталкиваются в космос. Материал, который отделяется от красного гиганта, теперь падает на белого карлика», — говорит Ван Бёлль.

Бомба замедленного действия

На самом деле нужно не так уж много мусора, чтобы белый карлик взорвался. «Материал из красного гиганта будет накапливаться на поверхности белого карлика, пока не образует слой, который на самом деле не такой уж и толстый. Всего несколько метров — как глубокий плавательный бассейн», — объясняет Ван Бёлль. Большая часть материала, выходящего из красного гиганта, — это водород. А поскольку белый карлик все ещё горячий, в конце концов возникнет искра, которая запустит самоподдерживающуюся реакцию ядерного синтеза. «Это и приведёт к взрыву», — сказал Ван Бёлль.

Взрыв породит новую — он не убьёт ни белого карлика, ни красного гиганта, как это произошло бы со сверхновой. «Только около 5 процентов водородного слоя превращается в более тяжёлые элементы, такие как гелий, а остальное просто выбрасывается в космос. Затем процесс начинается заново, потому что взрыв недостаточно силён, чтобы разрушить красный гигант — донора всего этого водорода, поэтому он просто продолжит делать своё дело, — рассказал Ван Бёлль в интервью Ars. — Вот почему мы можем предсказать это событие с такой точностью».

«Предсказания в астрономии бывают двух видов. Один из них очень точный — например, затмение пройдёт над городом Хьюстон ровно в 11:35 вечера. Другие предсказания похожи на то, что мы обсуждаем — это когда мы говорим: "Ну, она взорвётся где-то между маем и сентябрём. Может быть, немного за пределами этого окна"», — говорит Ван Бёлль.

Мы можем оценить это окно, потому что знаем, как выглядели события, предшествующие взрыву T. Coronae Borealis, когда она взорвалась в последний раз в 1946 году. «Яркость этого объекта на небе немного уменьшилась, что оставило небольшой отпечаток на кривой блеска. Затем он взорвался. Мы наблюдали сходный процесс, идущий у этого объекта в течение последнего года или полутора лет или около того. Поэтому мы предполагаем, что он приближается к этой точке», — пояснил Ван Бёлль.

Поэтому в ближайшие месяцы на T. Coronae Borealis будет нацелено множество высокоточных инструментов в Лоуэлле и других обсерваториях, чтобы измерить геометрию расширяющегося огненного шара и сделать точный вывод о физике взрыва. «Но ещё здорово и то, что вам не нужно будет никаких приборов, вы сможете просто выйти и посмотреть на эту штуку. В прошлый раз, в 1946 году, взрыв достиг магнитуды 3, а до этого, в 1866 году, магнитуды 2. Магнитуда 2 — это примерно такая же яркость, как у Полярной звезды», — говорит Ван Бёлль.

Ещё интереснее то, что подобные звёздные взрывы дают нам не только интересные зрелища. Они сделали возможным появление iPhone.

Мать всех айфонов

Очень энергичные события, подобные взрыву T. Coronae Borealis, часто захватывают лёгкие элементы, такие как водород, и превращают их в более тяжёлые. «Именно из этого типа объектов производится большая часть имеющегося у нас лития. Батареи в наших телефонах и другие вещи в конечном итоге появились в результате взрывов, подобных этой конкретной, повторяющейся новой», — рассказал Ван Бёлль в интервью Ars. Большой взрыв, по словам Ван Бёлле, образовал немного лития, но он не дожил до наших дней. Тот материал, который мы имеем, был получен в ходе ядерных реакций при взрывах новых звёзд.

Литий и другие тяжёлые элементы (то есть, тяжелее водорода и гелия) выбрасываются в космос такими звёздами, как T. Coronae Borealis, и в конечном итоге попадают в новообразованные звёзды и диски вокруг них. «Именно так литий оказывается на таких планетах, как Земля, — говорит Ван Бёлль. — Это событие не привлечёт к себе особого внимания, оно не будет отбрасывать тень на землю, — добавил он. — Но, по крайней мере, мы знаем, когда его ожидать».

«Когда сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона взорвётся, вы узнаете об этом, потому что он будет таким же ярким, как полная луна, и его будет очень трудно не заметить. Я могу с уверенностью сказать, что он взорвётся где-то между сегодняшним днём и 100 000 лет спустя. Это тоже типичное астрономическое предсказание», — сказал Ван Бёлль.