Caracteristicile, formarea, structura și compoziția Betelgeuse

4306
Abraham McLaughlin

Betelgeuse este steaua alfa a constelației Orion, deci se mai numește și alfa Orionis. Este o stea de tip supergigant roșu, stelele cu volum mai mare, dar nu neapărat cele mai masive..

În ciuda faptului că este steaua alfa a lui Orion, Betelgeuse la prima vedere nu este cea mai strălucitoare din constelație, deoarece Rigel -beta Orionis- este cea care se remarcă cel mai mult. Cu toate acestea, în spectrul infraroșu și aproape roșu, Betelgeuse este cea mai strălucitoare, fapt care este direct legat de temperatura sa de suprafață..

Figura 1. Constelația Orion și patru dintre stelele sale principale, inclusiv Betelgeuse. Sursa: Pixabay.

Această stea a fost observată cu siguranță din cele mai vechi timpuri de primii oameni, datorită luminozității sale mari. În ordinea strălucirii, este de obicei cea de-a zecea cea mai strălucitoare pe cerul nopții și, așa cum am spus, a doua în luminozitate în constelația Orion.. 

Astronomii chinezi din secolul I au descris Betelgeuse drept o stea galbenă. Însă alți observatori precum Ptolemeu s-au referit la el ca portocaliu sau roșcat. Mult mai târziu, în secolul al XIX-lea, John Herschel a observat că luminozitatea sa este variabilă.

Ce se întâmplă este că toate stelele evoluează, de aceea culoarea lor se schimbă în timp, deoarece expulzează gazul și praful din straturile cele mai superficiale. Acest lucru își modifică și luminozitatea.

Indice articol

  • 1 Caracteristici generale
  • 2 Formare și evoluție
    • 2.1 Scena gigantului roșu
  • 3 Structura și compoziția
    • 3.1 Elementele prezente în Betelgeuse
    • 3.2 Atenuarea Betelgeuse
  • 4 Referințe

Caracteristici generale

Betelgeuse este exemplul caracteristic al unei stele supergigante roșii, care se caracterizează prin faptul că au un tip spectral K sau M și un tip de luminozitate I.

Sunt stele cu temperatură scăzută; În cazul Betelgeuse, se calculează că este în jur de 3000 K. Temperatura și culoarea sunt corelate, de exemplu o bucată de fier fierbinte este roșu fierbinte, dar dacă temperatura crește, devine albă..

În ciuda faptului că are doar 8 milioane de ani, Betelgeuse a evoluat rapid din secvența principală, deoarece combustibilul său nuclear s-a epuizat și s-a umflat până la dimensiunile sale actuale..

Aceste stele uriașe au, de asemenea, o luminozitate variabilă. În ultimii ani strălucirea sa a scăzut, ceea ce a îngrijorat comunitatea științifică, deși recent și-a revenit..

Iată principalele sale caracteristici:

-Distanţă: Între 500 și 780 de ani lumină.

-Masa: Între 17 și 25 de mase solare.

-Radio: Între 890 și 960 raze solare.

-Luminozitate: Între 90.000 și 150.000 de luminozitate solară.

-Starea de evoluție: Supergigant roșu.

-Magnitudine aparentă: +0,5 (vizibil) -3,0 (banda J în infraroșu) -4,05 (banda K în infraroșu).

-Vârstă: Între 8 și 10 milioane de ani.

-Viteza radială: +21,0 km / s

Betelgeuse aparține clasei spectrale M, ceea ce înseamnă că temperatura fotosferei sale este relativ scăzută. Este clasificat ca tip M1-2 Ia-ab.

În Diagrama Yerkes de clasificare spectrală, sufixul Ia-ab înseamnă că este un supergiant de luminozitate intermediară. Spectrul luminos al Betelgeuse este folosit ca referință pentru clasificarea altor stele.

Diametrul Betelgeuse este calculat între 860 și 910 milioane de kilometri și a fost prima stea al cărei diametru a fost măsurat prin interferometrie. Acest diametru este comparabil cu cel al orbitei lui Jupiter, totuși nu este cel mai mare dintre supergigantele roșii..

În ciuda dimensiunilor sale mari, este doar de 10 până la 20 de ori mai masivă decât Soarele nostru. Dar masa sa este suficient de mare pentru ca evoluția sa stelară să fie rapidă, deoarece durata de viață a unei stele este inversa pătratului masei sale.

Formare și evoluție

Betelgeuse, ca toate stelele, a început ca un nor imens de hidrogen gazos, heliu și praf cosmic cu alte elemente chimice, care s-au condensat în jurul unui punct central și i-au mărit densitatea de masă..

Există dovezi că acest lucru este cazul în formarea grupurilor de stele, situate în general în interiorul nebuloaselor compuse din materie interstelară rece, rară..

Figura 2. Nebuloasă IC396 cu numeroase stele în stadiul de formare. Imaginea a fost realizată în infraroșu, deoarece spectrul vizibil este absorbit de nebuloasă. Sursa: NASA / Spitzer.

Formarea unei stele, viața și moartea ei, este o eternă luptă între:

  • Atracția gravitațională, care tinde să condenseze toată materia la un moment dat și
  • Energia cinetică individuală a fiecărei particule, care exercită împreună presiunea necesară pentru a scăpa și a se extinde din punctul de atracție.

Pe măsură ce norul original se micșorează spre centru, a protostar care începe să emită radiații.

Atracția gravitațională determină nucleele atomice să dobândească energie cinetică, dar atunci când sunt oprite în centrul cel mai dens al protostelului, acestea emit radiații electromagnetice și astfel încep să strălucească..

Când se ajunge la punctul în care nucleele de hidrogen sunt atât de strânse și acumulează suficientă energie cinetică pentru a depăși repulsia electrostatică, forța atractivă puternică începe să acționeze. Apoi are loc fuziunea nucleilor.

Nucleii de heliu și neutroni se formează în fuziunea nucleară a nucleelor ​​de hidrogen, cu cantități uriașe de energie cinetică și radiații electromagnetice. Acest lucru se datorează pierderii de masă în reacția nucleară.

Acesta este mecanismul care contracarează compresia gravitațională a unei stele, prin presiunea cinetică și presiunea radiației. Atâta timp cât steaua se află în acest echilibru, se spune că se află în secvența principală.

Scena gigantului roșu

Procesul descris mai sus nu durează pentru totdeauna, cel puțin pentru stelele foarte masive, deoarece hidrogenul se transformă în heliu, combustibilul se epuizează.

În acest fel, presiunea care contracarează prăbușirea gravitațională este în scădere și, prin urmare, miezul stelei este compactat, în același timp în care stratul exterior se extinde și o parte din particule, cele mai energice, scapă în spațiu, formând un nor de praf. înconjurând steaua.

Când se întâmplă acest lucru, starea de gigant roșu a fost atinsă și acesta este cazul Betelgeuse.

Figura 3. Betelgeuse, un supergigant roșu de dimensiunea a 800 de sori la 130 parsec în constelația Orion, își arată discul stelar. (Sursa: HST).

În evoluția stelară, masa stelei definește timpul vieții și al morții.

Un supergigant ca Betelgeuse are o durată scurtă de viață, care trece prin secvența principală foarte repede, în timp ce piticii roșii mai puțin masivi strălucesc modest timp de milioane de ani..

Se estimează că Betelgeuse are o vechime de 10 milioane de ani și se consideră că se află deja în etapele finale ale ciclului său evolutiv. Se crede că peste 100.000 de ani, ciclul său de viață se va încheia cu o explozie mare de supernova.

Structura și compoziția

Betelgeuse are un miez dens înconjurat de o manta și o atmosferă, care este de 4,5 ori diametrul orbitei Pământului. Dar în 2011 s-a descoperit că steaua este înconjurată de o vastă nebuloasă de material originară din ea însăși..

Nebuloasa care înconjoară Betelgeuse se extinde la 60 de miliarde de kilometri de la suprafața stelei, aceasta fiind de 400 de ori raza orbitală a Pământului..

În etapele lor finale, giganții roșii expulză materialul în spațiul înconjurător, o cantitate enormă într-un timp relativ scurt. Se estimează că Betelgeuse aruncă echivalentul masei Soarelui în doar 10.000 de ani. Acesta este doar o clipă în timpul stelar.

Mai jos este o imagine a stelei și a nebuloasei sale, obținută cu telescopul VLT situat la Cerro Paranal, Antofagasta, Chile de ESO (Organizația Europeană pentru Cercetări Astronomice din emisfera sudică).

În figură, cercul roșu central este în mod corespunzător steaua Betelgeuse, cu un diametru de patru ori și jumătate orbita Pământului. Apoi, discul negru corespunde unei zone foarte luminoase care a fost mascată pentru a ne permite să vedem nebuloasa care înconjoară steaua, care, după cum s-a spus, se extinde de până la 400 de ori raza orbitală a Pământului..

Această imagine a fost realizată în domeniul infraroșu și colorată, astfel încât diferitele regiuni să poată fi vizibile. Albastrul corespunde celor mai scurte lungimi de undă și roșu cu cele mai lungi..

Figura 4. Cercul mic roșu din centru este steaua Betelgeuse, cercul negru este mascarea unei zone extrem de luminoase. În jurul cercului negru puteți vedea nebuloasa compusă din materialul expulzat de stea. (Sursa: ESO-VLT)

Elementele prezente în Betelgeuse

La fel ca toate stelele, Betelgeuse este compusă în principal din hidrogen și heliu. Cu toate acestea, deoarece este o stea în fazele sale finale, în interior începe să sintetizeze alte elemente mai grele din tabelul periodic..

Observațiile asupra nebuloasei din jurul Betelgeuse, alcătuită din material aruncat de stea, indică prezența prafului de siliciu și a aluminei. Acest material este cel care alcătuiește majoritatea planetelor stâncoase, cum ar fi Pământul..

Acest lucru ne spune că în trecut au existat milioane de stele similare Betelgeuse, care a furnizat materialul care a format planetele stâncoase ale sistemului nostru solar, inclusiv Pământul..

Atenuarea Betelgeuse

În ultima perioadă, Betelgeuse este o știre în presa internațională, deoarece la începutul lunii octombrie 2019 lumina sa a început să se estompeze semnificativ, în doar câteva luni.

De exemplu, pentru ianuarie 2020 luminozitatea sa a scăzut cu un factor de 2,5. Cu toate acestea, pe 22 februarie 2020, a încetat să se estompeze și a început să-și recapete strălucirea..

Aceasta se referă la spectrul vizibil, cu toate acestea, în spectrul infraroșu, luminozitatea sa a rămas destul de stabilă în ultimii 50 de ani, ceea ce îi face pe astronomi să creadă că nu este o variație a luminii, cum ar fi cea care apare în etapele care duc la explozia supernova.. 

Dimpotrivă, este vorba despre absorbția și dispersia benzii vizibile a spectrului electromagnetic, datorită norului de praf care a expulzat chiar steaua..

Acest nor de praf este transparent la infraroșu, dar nu la spectrul vizibil. Se pare că norul gros de praf care înconjoară steaua se îndepărtează rapid de ea, așa că umărul lui Orion, vânătorul mitologic, va rămâne cu siguranță pe cer mult mai mult timp..

Referințe

  1. Astronoo. Betelgeuse. Recuperat de pe: astronoo.com.
  2. Pasachoff, J. 2007. Cosmosul: Astronomia în noul mileniu. A treia editie. Thomson-Brooks / Cole.
  3. Semințe, M. 2011. Fundamentele astronomiei. Ediția a șaptea. Cengage Learning.
  4. Deschide fereastra. Raportul masă-luminozitate. Recuperat de la: media4.obspm.fr
  5. Wikipedia. Betelgeuse. Recuperat de pe: es.wikipedia.com
  6. Wikipedia. Asociația stelară Orion OB1. Recuperat de pe: es.wikipedia.com

Nimeni nu a comentat acest articol încă.