VY Canis Majoris funn, egenskaper, struktur, formasjon og evolusjon

3110
David Holt

VY Canis Majoris Det er en stjerne i konstellasjonen Canis Majoris eller Can Mayor, hvor Sirius også finnes. VY Canis Majoris er omtrent 4900 lysår fjernt fra jorden og er synlig med kikkert og teleskoper, og viser en markant rød farge.

De første observasjonene av VY Canis Majoris (VY CMa) stammer fra tidlig på 1800-tallet. De skyldes den franske astronomen Joseph DeLalande i 1801, som klassifiserte den som en styrke på 7. 

Figur 1. VY Canis Majoris i konstellasjonen Orion, er en stjerne med en radius tusenvis av ganger større enn solens, den er omgitt av en tåke bestående av materiale som stjernen selv kontinuerlig kaster ut. Kilde: Wikimedia Commons. Judy Schmidt [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)].

Med forbedringer i teleskopdesign innså astronomer tidlig på 1900-tallet raskt hvor unik VY CMa er, takket være den variable lysstyrken og det faktum at den er innhyllet i en kompleks tåke, full av klumper og kondens..

Av denne grunn trodde man i noen tid at det heller var et stjernesystem. Denne ideen er for tiden forkastet, selv om noen astronomer hevder at det er minst en følgesvenn.. 

Observasjoner indikerer at VY CMa er ekstremt lysende og av eksepsjonell størrelse, tusenvis av ganger større enn solen. I en slik grad at stjernen, hvis den tok sin plass, ville strekke seg så langt som Saturn..

Definitivt VY CMa er i et svært ustabilt stadium, som går forut for livets slutt, fordi stjernen raskt kaster sine ytre lag og kaster dem i verdensrommet, hvor de sprer seg som en tåke rundt den.

Det er derfor astronomer ikke utelukker muligheten for at VY CMa vil lide et supernovautbrudd på kort tid..

Artikkelindeks

  • 1 Funksjoner
    • 1.1 Plassering
    • 1.2 Variasjon
    • 1.3 Radio
    • 1.4 Messe
    • 1.5 Temperatur og lysstyrke
  • 2 Struktur
  • 3 Dannelse og evolusjon
  • 4 Sammenligning med solen
  • 5 Referanser

Kjennetegn

Astronomer er veldig interessert i å studere en stjerne så unik som VY CMa, fordi informasjonen er avgjørende i studiet av stjernevolusjon.. 

VY CMa er preget av å være blant stjernene med størst radius og er også en av de mest lysende. Det er også blant de mest massive av de røde superkjempestjernene, stjerner som allerede har reist en stor del av sitt stjernelev..

VY CMa er også fascinerende fordi dagene forventes å ende plutselig, i en stor supernovaeksplosjon. La oss se på noen av de mer interessante detaljene:

plassering

VY CMa er synlig fra jorden i konstellasjonen Canis Major, nær Sirius og konstellasjonen Orion. Det er mellom 3900 og 4900 lysår fra jorden. 

Det er ikke lett å finne avstanden, for det første fordi stjernen ikke er i nærheten og for det andre fordi den kontinuerlig spytter materiale. Derfor er den innhyllet i en tåke (se figur 1) som gjør det vanskelig å se stjernens atmosfære og gjør det vanskelig å gjøre nøyaktige estimater..

Figur 2. Konstellasjonen Can Major og VY CMa sirklet i rødt, nær NGC 2362, en åpen klynge fylt med unge stjerner og stjerner i formasjon. Kilde: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivativt arbeid: Kxx [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].

Variasjon

I 1931 var det allerede et faktum at VY CMa opplevde bemerkelsesverdige variasjoner i lysstyrken, på en slik måte at den ble beskrevet som en langvarig variabel stjerne.. 

Selv om den er veldig lys, varierer den absolutte størrelsen mellom -9,5 og -11,5. Sammenlign Sirius, som har styrke -1,6, og Solen, det lyseste objektet sett fra jorden, ved -26,7.

For å identifisere variable stjerner tildeler astronomer dem et navn som består av ett eller et par store bokstaver, etterfulgt av navnet på konstellasjonen der de er funnet.. 

Den første variabelen som blir oppdaget, tildeles bokstaven R, den neste S og så videre. Når bokstavene er ferdige, begynner en sekvens med RR, RS og så videre, slik at VY CMa er nummer 43 blant de variable stjernene i Can Major.

Og hvorfor opplever VY CMa eller andre stjerner endringer i lysstyrken? Det kan være fordi stjernen endrer lysstyrken på grunn av sammentrekninger og utvidelser. En annen årsak kan være tilstedeværelsen av et annet objekt som midlertidig formørker det.

Radio

Noen astronomer estimerer VY CMa-radiusen til opptil 3000 ganger solens radius. Andre mer konservative estimater indikerer en størrelse på 600 solradier, selv om de siste målingene plasserer den i 1420 solradier.. 

Det faktum at VY CMa er innhyllet i en tåke av materie som kastes ut av samme stjerne, er ansvarlig for stjernens variable radius. En figur som frem til nå fremdeles er under diskusjon.

I en periode var VY CMa den største kjente stjernen. I dag er den overgått av UY Scuti (1708 solstråler) i konstellasjonsskjoldet og av Westerlund 1-26 (2544 solstråler ifølge noen, 1500 ifølge andre) i konstellasjonen Ara.

Masse

Ikke nødvendigvis fordi den er en stor stjerne, den er den mest massive stjernen av alle. Fra temperaturen og størrelsen (bolometrisk) anslås det at den nåværende massen til VY CMa er 17 ± 8 solmasser (solens masse er 1.989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa mister masse med en hastighet på 6 × 10 ^ −4 solmasser hvert år, uten å telle voldelige masseutkast som forekommer ofte. På denne måten dannes tåken som omgir stjernen.

Temperatur og lysstyrke

Temperaturen på VY Canis Majoris er estimert til 4000 K og en lysstyrke mellom 200 000 og 560 000 ganger solens. Lysstyrken tilsvarer kraften (energi per tidsenhet) som stjernen slipper ut mot rommet.

Solens lysstyrke brukes som referanse og enhet for å måle kraften til astronomiske objekter. Én (1) sollysstyrke tilsvarer 3.828 × 10 ^ 26 watt.

Temperaturen og lysstyrken til VY Canis Majoris plasserer den i det store gigantområdet av stjerneklassifiseringen HR-diagram.

Figur 3. H-R-diagram over stjernene. Røde superkjemper og hyperkjemper som VY Canis Majoris er øverst til høyre. Kilde: Wikimedia Commons.

HR- eller Hertzsprung-Russell-diagrammet er en graf over stjernenes lysstyrke som en funksjon av temperaturen. En stjernes posisjon i dette diagrammet indikerer dens evolusjonære tilstand og avhenger av dens opprinnelige masse..

Stjernene som bruker hydrogen for å danne helium i kjernene, er de som er i hovedsekvensen (hovedsekvens), diagonalen til ordningen. Vår sol er der, mens Proxima Centauri er nederst til høyre, fordi den er kaldere og mindre..

I stedet forlot Betelgeuse, Antares og VY CMa hovedsekvensen, fordi de allerede har gått tom for hydrogen. De vandret deretter mot evolusjonslinjen til de røde superkjempestjerner og hypergigantstjerner, øverst til høyre i diagrammet..

Over tid (astronomiske, selvfølgelig) blir stjerner som solen hvite dverger og beveger seg nedover HR-diagrammet. Og de røde superkjempene avslutter sine dager som supernovaer.

Struktur

Stjerner er i utgangspunktet store gasskuler som består av hydrogen og helium for det meste, ledsaget av spor av de andre kjente elementene..

Stjernenes struktur er mer eller mindre den samme for alle: a kjerne der fusjonsreaksjoner oppstår, kalles et mellomlag kappe o vikle og ytre lag o stemning fantastisk. Over tid endres tykkelsen og egenskapene til disse lagene..

Det er to krefter som holder stjernen sammenhengende: på den ene siden gravitasjonsattraksjonen som har en tendens til å komprimere den, og på den andre siden trykket som genereres fra kjernen ved fusjonsreaksjoner, som utvider den.. 

Figur 4. En stjerne er i hydrostatisk likevekt når tyngdekraften som har en tendens til å komprimere den, balanseres av fusjonstrykket som utvider den. Kilde: F. Zapata.

Når det oppstår ubalanse, som for eksempel uttømming av hydrogen, hersker tyngdekraften og stjernens kjerne begynner å kollapse, og genererer store mengder varme..

Denne varmen overføres til de tilstøtende lagene og gir nye fusjonsreaksjoner som midlertidig returnerer stjernen til likevekt. Men i prosessen utvides de ytterste lagene voldsomt og stjernen svulmer opp og blir til en rød gigant..

Og hvis den opprinnelige massen til stjernen var større enn 8 solmasser, blir den en superkjempe eller en hyperkjempe, som VY Canis Majoris. 

Hypergiant-stjerner er sjeldne i universet, med mindre vi vet om. Det er blå, hvit, gul, rød ... Fargeforskjellen skyldes temperatur, de blå er varmere og de røde er kaldere..

Når stjerner nærmer seg slutten av evolusjonen, får de en løklagd struktur, fordi ettersom det brenner tyngre elementer, forblir et ytterste lag av det mindre tette elementet som ble brent før, som vist på figuren.

Det er derfor i VY Canis Majoris det er oppdaget kjemiske forbindelser av den mest varierte natur.

Figur 5. Lagdelt "løk" -struktur av en stjerne i sin endelige fase av evolusjonen. Kilde: European Southern Observatory.

Dannelse og evolusjon

Som alle stjerner, må VY Canis Majoris ha blitt dannet takket være tyngdekraften som tok seg av å komprimere gassen og det kosmiske støvet til en enorm sky. 

Etter hvert som temperaturen øker til stjernens atomreaktor starter. Deretter oppstår den hydrostatiske likevekten mellom kreftene som er nevnt før: den komprimerende tyngdekraften og trykket fra kjernen ønsker å utvide stjernen.. 

På dette punktet og alltid i henhold til massen, ligger stjernen i hovedsekvensen. For VY Canis Majoris burde det ha vært til venstre for diagrammet, i regionen til de blå gigantiske stjernene, men når hydrogenet var oppbrukt, gikk det til hyper evolusjonens evolusjonslinje..

Slike massive stjerner slutter ofte sine dager i en supernovaeksplosjon, som vi har sagt. Men de kan også oppleve massetap og bli en blå gigant, i det minste i kort tid, og avslutte sine dager som en nøytronstjerne eller et svart hull..

Sammenligning med solen

Det følgende bildet viser en sammenligning mellom størrelsene på VY Canis Majoris og solen. Ikke bare skiller de seg i størrelse, masse og temperatur, men evolusjonslinjene til begge er veldig forskjellige..

Figur 6. Sammenlignende størrelse mellom solen, inkludert jordens bane (i rektangelet) og VY Canis Majoris. Kilde: Wikimedia Commons.

Solen vil til slutt bryte ut av hovedsekvensen og bli en rød gigant, som strekker seg i størrelse utover jorden. Men det er fortsatt en lang vei å gå, siden solen nesten ikke er halvparten av livet som en stabil stjerne. Den har eksistert i omtrent 4,603 milliarder år.

Den har fortsatt like mange, men på grunn av massen vil solen avslutte dagene som en hvit dverg, mens VY Canis Majoris kan gjøre det på en mye mer spektakulær måte..

Referanser

  1. American Association of variable Star Observers. VY Canis Majoris. Gjenopprettet fra: aavso.org.
  2. Carroll, B. En introduksjon til moderne astrofysikk. 2. plass. Utgave. Pearson. 
  3. Martínez, D. Stjernevolusjonen. Vaeliada. Gjenopprettet fra: Google Bøker.
  4. Paolantonio, S. Den bemerkelsesverdige variabelstjernen VY Canis Majoris. Gjenopprettet fra: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
  5. Rebusco, P. Fusion in the Universe: hvor smykkene dine kommer fra. Gjenopprettet fra: scienceinschool.org.
  6. Wikipedia. Rød superkjempe. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.