Betelgeuse egenskaper, formasjon, struktur og sammensetning

1043
Simon Doyle

Betelgeuse er alfastjernen til konstellasjonen Orion, så den kalles også alfa Orionis. Det er en stjerne av den røde superkjempetypen, stjernene med større volum, men ikke nødvendigvis den mest massive..

Til tross for at han er Orions alfastjerne, er ikke Betelgeuse ved første øyekast den lyseste i konstellasjonen, siden Rigel -beta Orionis- er den som skiller seg ut mest. Imidlertid, i det infrarøde og nær røde spekteret, er Betelgeuse det lyseste, et faktum som er direkte relatert til overflatetemperaturen..

Figur 1. Constellation Orion og fire av hovedstjernene, inkludert Betelgeuse. Kilde: Pixabay.

Denne stjernen ble sikkert observert fra eldgamle tider av de første menneskene på grunn av sin store lysstyrke. I lysrekkefølge er den vanligvis den tiende lyseste på nattehimmelen og, som vi har sagt, den andre i lysstyrke i konstellasjonen Orion.. 

Kinesiske astronomer i det første århundre beskrev Betelgeuse som en gul stjerne. Men andre observatører som Ptolemaios refererte til det som oransje eller rødlig. Mye senere, i løpet av 1800-tallet, observerte John Herschel at lysstyrken er variabel.

Det som skjer er at alle stjerner utvikler seg, det er derfor fargen deres endres over tid, ettersom den driver bort gass og støv fra de mest overfladiske lagene. Dette endrer også lysstyrken.

Artikkelindeks

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 Dannelse og evolusjon
    • 2.1 Den røde gigantiske scenen
  • 3 Struktur og sammensetning
    • 3.1 Elementene til stede i Betelgeuse
    • 3.2 Demping av Betelgeuse
  • 4 Referanser

Generelle egenskaper

Betelgeuse er det karakteristiske eksemplet på en rød superkjempestjerne, som er preget av å ha en spektral type K eller M og lysstyrke type I.

De er stjerner med lav temperatur; I tilfelle Betelgeuse beregnes det at det er rundt 3000 K. Temperatur og farge er relatert, for eksempel er et stykke varmt jern rødglødende, men hvis temperaturen stiger blir den hvit..

Til tross for at hun bare var 8 millioner år gammel, har Betelgeuse utviklet seg raskt ut av hovedsekvensen, fordi kjernefysisk drivstoff har gått tom og svulmet til sine nåværende dimensjoner..

Disse gigantiske stjernene har også variabel lysstyrke. De siste årene har lysstyrken blitt mindre, noe som har bekymret det vitenskapelige samfunnet, selv om det nylig har kommet seg..

Her er hovedegenskapene:

-Avstand: Mellom 500 og 780 lysår.

-Masse: Mellom 17 og 25 solmasser.

-Radio: Mellom 890 og 960 solradier.

-Lysstyrke: Mellom 90.000 og 150.000 sollysstyrke.

-Evolusjonstilstand: Rød superkjempe.

-Tilsynelatende styrke: +0,5 (synlig) -3,0 (infrarødt J-bånd) -4,05 (infrarødt K-bånd).

-Alder: Mellom 8 og 10 millioner år.

-Radiell hastighet: +21,0 km / s

Betelgeuse tilhører spektralklassen M, noe som betyr at temperaturen på fotosfæren er relativt lav. Den er klassifisert som type M1-2 Ia-ab.

I Yerkes-diagram av spektral klassifisering betyr suffikset Ia-ab at det er en superkjempe av mellomlysstyrke. Det lysende spekteret av Betelgeuse brukes som referanse for klassifisering av andre stjerner.

Diameteren på Betelgeuse beregnes mellom 860 og 910 millioner kilometer, og det var den første stjernen hvis diameter ble målt ved interferometri. Denne diameteren er sammenlignbar med Jupiters bane, men den er ikke den største av de røde superkjempene..

Til tross for sin store størrelse er den bare 10 til 20 ganger mer massiv enn solen vår. Men massen er stor nok til at stjernens evolusjon kan bli rask, siden en stjernes levetid er den omvendte av kvadratet av massen..

Dannelse og evolusjon

Betelgeuse, som alle stjerner, begynte som en enorm sky av hydrogengass, helium og kosmisk støv med andre kjemiske elementer, som kondenserte rundt et sentralt punkt og økte massetettheten..

Det er bevis for at dette er tilfelle ved dannelse av stjerneklynger, vanligvis plassert i tåker sammensatt av kald, sparsom interstellar materie..

Figur 2. IC396-tåke med mange stjerner i dannelsestadiet. Bildet er tatt i infrarødt, siden det synlige spekteret absorberes av tåken. Kilde: NASA / Spitzer.

Dannelsen av en stjerne, dens liv og dens død, er en evig kamp mellom:

  • Gravitasjonsattraksjonen, som har en tendens til å kondensere all materie på ett tidspunkt og
  • Den individuelle kinetiske energien til hver partikkel, som sammen utøver trykket som er nødvendig for å unnslippe og utvide seg fra tiltrekningspunktet.

Når den opprinnelige skyen krymper mot sentrum, a protostjerne som begynner å avgi stråling.

Gravitasjonsattraksjonen får atomkjernene til å skaffe seg kinetisk energi, men når de stoppes i det tetteste sentrum av protostjernen, avgir de elektromagnetisk stråling og begynner dermed å skinne..

Når det punktet er nådd der hydrogenkjernene er så tett pakket og skaffer seg nok kinetisk energi til å overvinne elektrostatisk frastøting, begynner den sterke tiltrekkende kraften å virke. Så oppstår fusjonen av kjernene.

Helium- og nøytronkjerner dannes i kjernefusjon av hydrogenkerner, med enorme mengder kinetisk energi og elektromagnetisk stråling. Dette skyldes tap av masse i atomreaksjonen.

Dette er mekanismen som motvirker gravitasjonskompresjonen til en stjerne, gjennom kinetisk trykk og strålingstrykk. Så lenge stjernen er i denne likevekten, sies den å være i hovedsekvensen.

Den røde gigantiske scenen

Prosessen beskrevet ovenfor varer ikke evig, i det minste for veldig massive stjerner, siden drivstoff tar slutt når hydrogen blir til helium.

På denne måten synker trykket som motvirker tyngdekollapsen, og stjernens kjerne komprimeres, samtidig som det ytre laget utvides og en del av partiklene, de mest energiske, flykter ut i rommet og danner en støvsky rundt stjernen.

Når dette skjer, er tilstanden til den røde giganten nådd, og dette er tilfellet med Betelgeuse.

Figur 3. Betelgeuse, en rød superkjempe på størrelse med 800 soler ved 130 parsek i konstellasjonen Orion, viser stjerneskiven. (Kilde: HST).

I stjernevolusjon definerer stjernens masse tiden for liv og død.

En superkjempe som Betelgeuse har en kort levetid, som går gjennom hovedsekvensen veldig raskt, mens de mindre massive røde dvergene gløder beskjedent i millioner av år..

Betelgeuse anslås å være 10 millioner år gammel og anses å være allerede i sluttfasen av evolusjonssyklusen. Det antas at om 100.000 år vil livssyklusen ende med en stor supernovaeksplosjon.

Struktur og sammensetning

Betelgeuse har en tett kjerne omgitt av en kappe og en atmosfære, som er 4,5 ganger diameteren på jordens bane. Men i 2011 ble det oppdaget at stjernen er omgitt av en stor tåke av materiale som stammer fra seg selv..

Tåken som omgir Betelgeuse strekker seg 60 milliarder kilometer fra stjernens overflate, dette er 400 ganger jordens bane-radius..

I sine siste stadier driver de røde gigantene materiale ut i det omkringliggende rommet, enormt mye på relativt kort tid. Betelgeuse anslås å kaste ekvivalenten av solens masse på bare 10 000 år. Dette er bare et øyeblikk i stjernetiden.

Nedenfor er et bilde av stjernen og stjernetåken, hentet med VLT-teleskopet plassert på Cerro Paranal, Antofagasta, Chile av ESO (European Organization for Astronomical Research in the Southern Hemisphere).

På figuren er den sentrale røde sirkelen riktig stjernen Betelgeuse, med en diameter på fire og en halv ganger jordens bane. Så tilsvarer den svarte disken et veldig lyst område som ble maskert for å tillate oss å se tåken som omgir stjernen, som, som sagt, strekker seg opptil 400 ganger jordens orbitale radius..

Dette bildet ble tatt i det infrarøde området og farget slik at de forskjellige regionene kan være synlige. Blå tilsvarer de korteste bølgelengdene og rød til den lengste..

Figur 4. Den lille røde sirkelen i midten er stjernen Betelgeuse, den svarte sirkelen er maskeringen av et ekstremt lyst område. Rundt den svarte sirkelen kan du se tåken sammensatt av materialet som stjernen kastet ut. (Kilde: ESO-VLT)

Elementene til stede i Betelgeuse

Som alle stjerner består Betelgeuse hovedsakelig av hydrogen og helium. Ettersom den er en stjerne i sine endelige faser, begynner den imidlertid å syntetisere andre tyngre elementer fra det periodiske systemet..

Observasjoner av tåken rundt Betelgeuse, bestående av materiale som er kastet opp av stjernen, indikerer tilstedeværelsen av silikastøv og aluminiumoksyd. Dette materialet er det som utgjør de fleste av de steinete planetene, for eksempel jorden..

Dette forteller oss at det tidligere var millioner av stjerner som Betelgeuse, som ga materialet som dannet de steinete planetene i vårt solsystem, inkludert jorden..

Betelgeuse demping

I nyere tid er Betelgeuse nyheter i den internasjonale pressen, siden lyset i begynnelsen av oktober 2019 begynte å bli svakt på bare noen få måneder.

For eksempel reduserte lysstyrken for januar 2020 med en faktor på 2,5. 22. februar 2020 sluttet den imidlertid å dempe og begynte å gjenvinne lysstyrken..

Dette refererer til det synlige spekteret, men i det infrarøde spekteret har lysstyrken holdt seg ganske stabil de siste 50 årene, noe som får astronomer til å tro at det ikke er en lysvariasjon som den som skjer i trinnene som fører til en supernovaeksplosjon.. 

Tvert imot handler det om absorpsjon og spredning av det synlige båndet til det elektromagnetiske spekteret, på grunn av støvskyen som har utvist selve stjernen..

Denne støvskyen er gjennomsiktig for infrarød, men ikke for det synlige spekteret. Tilsynelatende beveger den tykke støvskyen rundt stjernen seg raskt bort fra den, så skulderen til Orion, den mytologiske jegeren, vil helt sikkert forbli på himmelen i mye lenger tid..

Referanser

  1. Astronoo. Betelgeuse. Gjenopprettet fra: astronoo.com.
  2. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millenium. Tredje utgave. Thomson-Brooks / Cole.
  3. Seeds, M. 2011. Foundations of Astronomy. Syvende utgave. Cengage læring.
  4. Åpent vindu. Mass-lysstyrkeforhold. Gjenopprettet fra: media4.obspm.fr
  5. Wikipedia. Betelgeuse. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.com
  6. Wikipedia. Orion OB1 stjerneforening. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.