Descoperirea, caracteristicile, structura, formarea și evoluția VY Canis Majoris

3381
Sherman Hoover

VY Canis Majoris Este o stea din constelația Canis Majoris sau Can Mayor, unde se găsește și Sirius. VY Canis Majoris este la aproximativ 4900 de ani lumină distanță de Pământ și este vizibil cu binocluri și telescoape, prezentând o culoare roșie distinctă.

Primele observații ale VY Canis Majoris (VY CMa) datează de la începutul secolului al XIX-lea. Acestea sunt datorate astronomului francez Joseph DeLalande în 1801, care a clasificat-o ca stea cu magnitudine 7. 

Figura 1. VY Canis Majoris din constelația Orion, este o stea cu o rază de mii de ori mai mare decât cea a Soarelui, este înconjurată de o nebuloasă formată din material pe care steaua în sine îl aruncă continuu. Sursa: Wikimedia Commons. Judy Schmidt [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)].

Cu îmbunătățiri în proiectarea telescopului, astronomii de la începutul secolului al XX-lea au realizat rapid cât de unic este VY CMa, datorită luminozității variabile și a faptului că este învăluit într-o nebuloasă complexă, plină de aglomerări și condensări..

Din acest motiv, de ceva timp, s-a crezut că este mai degrabă un sistem stelar. Această idee este în prezent abandonată, deși unii astronomi susțin că există cel puțin un însoțitor.. 

Observațiile indică faptul că VY CMa este extrem de luminos și de dimensiuni excepționale, de mii de ori mai mare decât Soarele. Într-o asemenea măsură încât, dacă ar lua locul său, steaua s-ar extinde până la orbita lui Saturn..

Cu siguranță VY CMa se află într-o etapă extrem de instabilă, care precede sfârșitul vieții sale, deoarece steaua își aruncă rapid straturile exterioare și le aruncă în spațiu, unde se răspândesc ca o nebuloasă în jurul ei.

De aceea, astronomii nu exclud posibilitatea ca VY CMa să sufere un focar de supernova în scurt timp..

Indice articol

  • 1 Caracteristici
    • 1.1 Locație
    • 1.2 Variabilitate
    • 1.3 Radio
    • 1.4 Masa
    • 1.5 Temperatura și luminozitatea
  • 2 Structura
  • 3 Formare și evoluție
  • 4 Comparație cu Soarele
  • 5 Referințe

Caracteristici

Astronomii sunt foarte interesați să studieze o stea la fel de unică ca VY CMa, deoarece informațiile sale sunt decisive în studiul evoluției stelare.. 

VY CMa se caracterizează prin faptul că se numără printre stelele cu cea mai mare rază și este, de asemenea, una dintre cele mai luminoase. Este, de asemenea, printre cele mai masive dintre stelele supergigante roșii, stele care au parcurs deja o lungă perioadă a vieții lor stelare..

VY CMa este, de asemenea, fascinant, deoarece se așteaptă ca zilele sale să se încheie brusc, într-o mare explozie de supernovă. Să ne uităm la câteva dintre detaliile mai interesante:

Locație

VY CMa este vizibil de pe Pământ în constelația Canis Major, aproape de Sirius și constelația Orion. Se află între 3.900 și 4.900 de ani lumină de Pământ. 

Nu este ușor să identificăm distanța, în primul rând pentru că steaua nu este aproape și, în al doilea rând, pentru că aruncă material continuu. Prin urmare, este învelit într-o nebuloasă (vezi figura 1) care face dificilă vizualizarea atmosferei stelei și face dificilă realizarea unor estimări exacte..

Figura 2. Constelația Can Major și VY CMa au încercuit în roșu, lângă NGC 2362, un grup deschis umplut cu stele tinere și stele în formare. Sursa: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivative work: Kxx [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].

Variabilitate

În 1931, era deja un fapt faptul că VY CMa se confrunta cu variații notabile ale luminozității sale, în așa fel încât a fost descrisă ca o stea variabilă de lungă durată.. 

Deși este foarte luminos, magnitudinea sa absolută variază între -9,5 și -11,5. Comparați Sirius, care are magnitudinea -1,6, și Soarele, cel mai strălucitor obiect văzut de pe Pământ, la -26,7.

Pentru a identifica stelele variabile, astronomii le atribuie un nume format dintr-una sau o pereche de litere majuscule, urmate de numele constelației în care se găsesc.. 

Prima variabilă care este descoperită primește litera R, următoarea S și așa mai departe. Când literele sunt terminate, o secvență începe cu RR, RS și așa mai departe, astfel încât VY CMa este numărul 43 dintre stelele variabile ale Can Major.

Și de ce VY CMa sau alte stele experimentează schimbări în strălucirea lor? Se poate datora faptului că steaua își schimbă luminozitatea, datorită contracțiilor și expansiunilor. Un alt motiv poate fi prezența unui alt obiect care îl eclipsează temporar.

Radio

Unii astronomi estimează raza VY CMa la până la 3000 de ori raza Soarelui. Alte estimări mai conservatoare indică o dimensiune de 600 de raze solare, deși cele mai recente măsurători o situează la 1420 de raze solare.. 

Faptul că VY CMa este învăluit într-o nebuloasă de materie ejectată de aceeași stea este responsabil pentru raza variabilă a stelei. O cifră care până acum este încă în discuție.

Pentru o vreme VY CMa a fost cea mai mare stea cunoscută. Astăzi este depășit de UY Scuti (1708 raze solare) în constelația Shield și de Westerlund 1-26 (2544 raze solare după unii, 1500 după alții) în constelația Ara.

Masa

Nu neapărat pentru că este o stea mare, este cea mai masivă stea dintre toate. Din temperatură și magnitudine (bolometrică) se estimează că masa actuală a VY CMa este de 17 ± 8 mase solare (masa Soarelui este de 1.989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa își pierde masa cu o rată de 6 × 10 ^ −4 mase solare în fiecare an, fără a lua în considerare ejecțiile violente de masă care apar frecvent. În acest fel se formează nebuloasa care înconjoară steaua.

Temperatura și luminozitatea

Temperatura VY Canis Majoris este estimată la 4000 K și o luminozitate între 200.000 și 560.000 de ori mai mare decât a Soarelui. Luminozitatea este echivalentă cu puterea (energia pe unitate de timp) emisă de stea către spațiu.

Luminozitatea Soarelui este utilizată ca referință și unitate pentru a măsura puterea obiectelor astronomice. O (1) luminozitate solară este egală cu 3.828 × 10 ^ 26 wați.

Temperatura și luminozitatea VY Canis Majoris o plasează în regiunea supergigantă a diagramei de clasificare stelară HR.

Figura 3. Diagrama H-R a stelelor. Supergigantele roșii și hipergigantele precum VY Canis Majoris sunt în partea dreaptă sus. Sursa: Wikimedia Commons.

Diagrama HR sau Hertzsprung-Russell este un grafic al luminozității stelelor în funcție de temperatura lor. Poziția unei stele în această diagramă indică starea sa evolutivă și depinde de masa sa inițială..

Stelele care consumă hidrogen pentru a forma heliu în nucleele lor sunt cele care se află în secvența principală (secvența principală), diagonala schemei. Soarele nostru este acolo, în timp ce Proxima Centauri este în partea dreaptă jos, deoarece este mai rece și mai mic..

În schimb, Betelgeuse, Antares și VY CMa au părăsit secvența principală, deoarece au rămas deja fără hidrogen. Apoi au migrat spre linia evolutivă a stelelor roșii supergigante și hipergiante, în partea dreaptă sus a diagramei..

De-a lungul timpului (astronomice, desigur) stelele precum Soarele devin pitici albi, deplasându-se în jos pe diagrama HR. Iar supergigantii rosii isi termina zilele ca supernove.

Structura

Stelele sunt în esență sfere uriașe de gaz formate din hidrogen și heliu în cea mai mare parte, însoțite de urme ale celorlalte elemente cunoscute..

Structura stelelor este mai mult sau mai puțin aceeași pentru toți: a nucleu unde apar reacții de fuziune, un strat intermediar numit manta o înveliș și stratul exterior o atmosfera stelar. În timp, grosimea și caracteristicile acestor straturi se schimbă..

Există două forțe care mențin steaua coezivă: pe de o parte, atracția gravitațională care tinde să o comprime și, pe de altă parte, presiunea generată din nucleu de reacțiile de fuziune, care o extinde.. 

Figura 4. O stea se află în echilibru hidrostatic atunci când gravitația care tinde să o comprime este echilibrată de presiunea de fuziune care o extinde. Sursa: F. Zapata.

Când apare un dezechilibru, cum ar fi epuizarea hidrogenului, gravitația predomină și miezul stelei începe să se prăbușească, generând cantități mari de căldură..

Această căldură este transmisă straturilor adiacente și dă naștere la noi reacții de fuziune care readuc temporar steaua la echilibru. Dar, în acest proces, straturile exterioare se extind violent și steaua se umflă, transformându-se într-un gigant roșu..

Și dacă masa inițială a stelei era mai mare de 8 mase solare, atunci devine un supergigant sau un hipergigant, precum VY Canis Majoris. 

Stelele hipergiante sunt rare în univers, dacă nu știm. Există albastru, alb, galben, roșu ... Diferența de culoare se datorează temperaturii, cele albastre sunt mai fierbinți, iar cele roșii sunt mai reci..

Când stelele se apropie de sfârșitul evoluției lor, dobândesc o structură stratificată de ceapă, deoarece pe măsură ce arde elemente mai grele, un strat exterior al elementului mai puțin dens a ars înainte de a rămâne, așa cum se vede în figură.

De aceea, în VY Canis Majoris au fost detectați compuși chimici de cea mai diversă natură.

Figura 5. Structura stratificată a „cepei” unei stele în faza sa finală de evoluție. Sursa: Observatorul European Sudic.

Formare și evoluție

La fel ca toate stelele, VY Canis Majoris trebuie să se fi format datorită gravitației, având grijă să compacteze gazul și praful cosmic într-un nor imens.. 

După cum se întâmplă, temperatura crește până când pornește reactorul nuclear al stelei. Apoi, echilibrul hidrostatic apare între forțele menționate anterior: gravitația de compactare și presiunea din miez doresc să extindă steaua.. 

În acest moment și întotdeauna în funcție de masa sa, steaua se află în secvența principală. Pentru VY Canis Majoris ar fi trebuit să se afle în stânga diagramei, în regiunea stelelor uriașe albastre, dar odată ce hidrogenul s-a epuizat, acesta a trecut la linia evolutivă a hipergorilor..

Astfel de stele masive își încheie adesea zilele într-o explozie de supernovă, așa cum am spus. Dar pot, de asemenea, să înregistreze pierderi de masă și să devină un gigant albastru, cel puțin pentru o scurtă perioadă de timp, încheindu-și zilele ca stea de neutroni sau gaură neagră..

Comparație cu Soarele

Următoarea imagine arată o comparație între dimensiunile VY Canis Majoris și Soare. Nu numai că diferă în mărime, masă și temperatură, dar liniile evolutive ale ambelor sunt foarte diferite..

Figura 6. Dimensiunea comparativă între Soare, inclusiv orbita Pământului (în dreptunghi) și VY Canis Majoris. Sursa: Wikimedia Commons.

Soarele va ieși în cele din urmă din secvența principală și va deveni un gigant roșu, extinzându-se ca dimensiune dincolo de Pământ. Dar mai este încă un drum lung de parcurs, deoarece Soarele abia își are jumătate din viață ca o stea stabilă. A existat de aproximativ 4.603 miliarde de ani.

Mai are tot atâtea, dar datorită masei sale, Soarele își va încheia zilele ca un pitic alb, în ​​timp ce VY Canis Majoris ar putea face acest lucru într-un mod mult mai spectaculos..

Referințe

  1. Asociația americană a observatorilor de stele variabile. VY Canis Majoris. Recuperat de pe: aavso.org.
  2. Carroll, B. O introducere în astrofizica modernă. Al 2-lea. Ediție. Pearson. 
  3. Martínez, D. Evoluția stelară. Vaeliada. Recuperat din: Google Cărți.
  4. Paolantonio, S. Remarcabila stea variabilă VY Canis Majoris. Recuperat de pe: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
  5. Rebusco, P. Fusion in the Universe: de unde provin bijuteriile tale. Recuperat de pe: scienceinschool.org.
  6. Wikipedia. Supergigant roșu. Recuperat de pe: es.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Recuperat de pe: en.wikipedia.org.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.