VY CANIS MAJORIS: OBJAV, VLASTNOSTI, ŠTRUKTÚRA, FORMÁCIA A VÝVOJ - ARTE - 2024

VY Canis Majoris je hviezda v súhvezdí Canis Majoris alebo May Mayor, kde sa tiež nachádza Sirius. VY Canis Majoris je vzdialený asi 4900 svetelných rokov od Zeme a je viditeľný ďalekohľadmi a ďalekohľadmi, ktoré vykazujú výraznú červenú farbu.

Prvé pozorovania VY Canis Majoris (VY CMa) pochádzajú zo začiatku 19. storočia. Dôvodom je francúzsky astronóm Joseph DeLalande z roku 1801, ktorý ho klasifikoval ako 7-hviezdičkovú hviezdu.

Obrázok 1. VY Canis Majoris v súhvezdí Orion je hviezda s polomerom tisíckrát väčším ako Slnko, je obklopená hmlovinou pozostávajúcou z materiálu, ktorý samotná hviezda neustále vrhá. Zdroj: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

Astronómovia začiatkom 20. storočia vďaka vylepšeniam dizajnu teleskopov rýchlo zistili, aký jedinečný je VY CMa, vďaka premenlivému jasu a zahalenému v komplexnej hmlovine, plný zhlukov a kondenzácií.

Z tohto dôvodu sa nejaký čas predpokladalo, že to bol skôr hviezdny systém. Táto myšlienka je v súčasnosti vylúčená, hoci niektorí astronómovia tvrdia, že existuje aspoň jeden spoločník.

Z pozorovaní vyplýva, že VY CMa je ​​mimoriadne žiarivý a má výnimočnú veľkosť, tisíckrát väčší ako Slnko. Do tej miery, že ak by zaujala svoje miesto, hviezda by siahala až po Saturnovu obehu.

VY CMa je ​​určite vo veľmi nestabilnej fáze, ktorá predchádza koncu jej života, pretože hviezda rýchlo prelieva svoje vonkajšie vrstvy a vrhá ich do vesmíru, kde sa okolo nej šíri ako hmlovina.

Preto astronómovia nevylučujú možnosť, že VY CMa dôjde v krátkom čase k prepuknutiu supernovy.

vlastnosti

Astronómovia sa veľmi zaujímajú o štúdium hviezdy tak jedinečnej ako VY CMa, pretože jej informácie sú rozhodujúce pri štúdiu hviezdnej evolúcie.

VY CMa sa vyznačuje tým, že patrí medzi hviezdy s najväčším polomerom a je tiež jednou z najsvetelnejších. Patrí tiež medzi najmasívnejšie z červených supergiantných hviezd, hviezd, ktoré už prešli dlhú cestu v ich hviezdnom živote.

VY CMa je ​​tiež fascinujúce, pretože sa očakáva, že jeho dni sa náhle skončia veľkou explóziou supernovy. Pozrime sa na niektoré z najzaujímavejších detailov:

umiestnenia

VY CMa je ​​viditeľný zo Zeme v súhvezdí Canis Major, neďaleko Sirius a súhvezdia Orion. Je to od 3 900 do 4 900 svetelných rokov od Zeme.

Nie je ľahké presne určiť vzdialenosť, po prvé preto, že hviezda nie je blízko a po druhé preto, že ide o nepretržitý chrlič materiálu. Preto je obalený hmlovinou (pozri obrázok 1), ktorá sťažuje videnie atmosféry hviezdy a sťažuje presné odhady.

Obrázok 2. Súhvezdie Can Major a VY CMa krúžili v červenej farbe blízko NGC 2362, otvoreného zhluku plného mladých hviezd a formovaných hviezd. Zdroj: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivative work: Kxx.

premenlivosť

Už v roku 1931 už bola skutočnosť, že VY CMa zažila výrazné variácie jasu, takže bola opísaná ako dlhodobá premenná hviezda.

Aj keď je veľmi jasný, jeho absolútna veľkosť sa pohybuje v rozmedzí od -9,5 do -11,5. Porovnať Sirius, ktorý má veľkosť -1,6, a Slnko, najjasnejší objekt zo Zeme, na -26,7.

Na identifikáciu premenných hviezd im astronómovia priradia meno pozostávajúce z jedného alebo dvoch veľkých písmen, za ktorým nasleduje názov konštelácie, v ktorej sa nachádzajú.

Prvá objavená premenná je označená písmenom R, ďalšia S a tak ďalej. Keď sú písmená hotové, sekvencia začína RR, RS a tak ďalej, takže VY CMa je ​​číslo 43 medzi premennými hviezdami Can Major.

A prečo zažívajú VY CMa alebo iné hviezdy zmeny jasu? Môže to byť spôsobené tým, že hviezda mení svoju svietivosť v dôsledku kontrakcií a expanzií. Ďalším dôvodom môže byť prítomnosť iného objektu, ktorý ho dočasne zatmí.

rádio

Niektorí astronómovia odhadujú polomer VY CMa až na 3 000-násobok polomeru Slnka. Iné konzervatívnejšie odhady poukazujú na veľkosť 600 slnečných polomerov, hoci posledné merania ho umiestnia na 1 400 slnečných polomerov.

Skutočnosť, že VY CMa je ​​obalená hmlovinou hmoty vyhodenej rovnakou hviezdou, je zodpovedná za premenlivý polomer hviezdy. O čísle, o ktorom sa doteraz diskutuje.

VY CMa bola dlho najväčšou známou hviezdou. Dnes je prekonaná UY Scuti (1708 slnečných polomerov) v súhvezdí štítu a Westerlund 1-26 (2544 slnečných polomerov podľa niektorých, 1500 podľa iných) v súhvezdí Ara.

hmota

Nie nevyhnutne, pretože je to veľká hviezda, je to najmasívnejšia hviezda zo všetkých. Z teploty a veľkosti (bolometrické) sa odhaduje, že súčasná hmotnosť VY CMa je ​​17 ± 8 slnečných hmôt (hmotnosť Slnka je 1,989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa stráca hmotu každý rok rýchlosťou 6 × 10 ^ -4 slnečných hmôt, pričom sa nepočítajú násilné vyhadzovania hmoty, ktoré sa často vyskytujú. Týmto spôsobom sa vytvorí hmlovina, ktorá obklopuje hviezdu.

Teplota a svietivosť

Teplota VY Canis Majoris sa odhaduje na 4 000 K a svietivosť medzi 200 000 a 560 000-krát vyššou ako Slnko. Svietivosť je ekvivalentná s energiou (energia za jednotku času) emitovanou hviezdou do vesmíru.

Svietivosť Slnka sa používa ako referencia a jednotka na meranie sily astronomických objektov. Jedna (1) slnečná svietivosť sa rovná 3 828 × 10 ^ 26 wattov.

Teplota a svietivosť VY Canis Majoris ju umiestňuje do supergiantnej oblasti klasifikačného diagramu HR hviezd.

Obrázok 3. HR diagram hviezd. Červené supergianty a hypergianty ako VY Canis Majoris sú vpravo hore. Zdroj: Wikimedia Commons.

Diagram HR alebo Hertzsprung-Russell je grafom jasu hviezd ako funkcie ich teploty. Poloha hviezdy v tomto diagrame naznačuje jej vývojový stav a závisí od jej počiatočnej hmotnosti.

Hviezdy, ktoré vo svojom jadre konzumujú vodík, aby vytvorili hélium, sú hviezdy, ktoré sú v hlavnej sekvencii (hlavnej sekvencii), diagonále diagramu. Naše Slnko je tam, zatiaľ čo Proxima Centauri je vpravo dole, pretože je chladnejšie a menšie.

Namiesto toho Betelgeuse opustili Antares a VY CMa hlavnú sekvenciu, pretože už došli vodík. Potom sa presunuli smerom k vývojovej línii červených supergiantných a hypergiantných hviezd v pravom hornom rohu diagramu.

V priebehu času (samozrejme astronomické) sa hviezdy ako Slnko stanú bielymi trpaslíkmi, ktorí sa pohybujú dole po HR grafe. A červené supergianty končia svoje dni ako supernovy.

štruktúra

Hviezdy sú v podstate obrovské sféry plynu tvorené z väčšej časti z vodíka a hélia, sprevádzané stopami ďalších známych prvkov.

Štruktúra hviezd je pre všetkých viac-menej rovnaká: jadro, kde dochádza k fúznym reakciám, stredná vrstva nazývaná plášť alebo plášť a vonkajšia vrstva alebo hviezdna atmosféra. V priebehu času sa hrúbka a vlastnosti týchto vrstiev menia.

Existujú dve sily, ktoré udržiavajú súdržnosť hviezdy: na jednej strane gravitačná príťažlivosť, ktorá ju má skomprimovať, a na druhej strane tlak vyvíjaný z jadra fúznymi reakciami, ktorý ju rozširuje.

Obrázok 4. Hviezda je v hydrostatickej rovnováhe, keď je gravitácia, ktorá má tendenciu ju stlačovať, vyvážená fúznym tlakom, ktorý ju rozširuje. Zdroj: F. Zapata.

Keď dôjde k nerovnováhe, ako je vyčerpanie vodíka, prevláda gravitácia a jadro hviezdy sa začína zrútiť a vytvára veľké množstvo tepla.

Toto teplo sa prenáša do susedných vrstiev a vedie k novým fúznym reakciám, ktoré dočasne obnovujú rovnováhu hviezdy. V tomto procese sa však najvzdialenejšie vrstvy prudko rozširujú a hviezda sa zväčšuje, čím sa mení na červeného obra.

A ak počiatočná hmotnosť hviezdy bola vyššia ako 8 slnečných hmôt, potom sa stane supergiantom alebo hypergiantom, ako VY Canis Majoris.

Hypergiantné hviezdy sú vo vesmíre zriedkavé, pokiaľ o nich nebudeme vedieť. Existujú modré, biele, žlté, červené … Rozdiel vo farbe je spôsobený teplotou, modré sú teplejšie a červené chladnejšie.

Keď sa hviezdy blížia ku koncu svojej evolúcie, získajú štruktúru vrstiev cibule, pretože ako horíte ťažšie prvky, vonkajšia vrstva menej hustého prvku spálená pred zvyškami, ako je to znázornené na obrázku.

Preto boli v VY Canis Majoris detekované chemické zlúčeniny najrozmanitejšej povahy.

Obrázok 5. Vrstevnatá štruktúra hviezdy v jej konečnej etape vývoja. Zdroj: Európske južné observatórium.

Formovanie a vývoj

Rovnako ako všetky hviezdy, aj VY Canis Majoris sa musel vytvoriť vďaka gravitácii, ktorá sa snaží zhutniť plyn a kozmický prach v obrovský mrak.

Ako sa to stáva, teplota stúpa až do spustenia jadrového reaktora hviezdy. Potom sa medzi vyššie uvedenými silami objaví hydrostatická rovnováha: zhutňovacia gravitácia a tlak z jadra chcú hviezdu rozšíriť.

V tomto bode a vždy podľa svojej hmotnosti je hviezda umiestnená v hlavnej sekvencii. Pokiaľ ide o VY Canis Majoris, malo to byť naľavo od diagramu v oblasti modrých obrovských hviezd, ale keď už bol vodík vyčerpaný, prešiel na vývojovú líniu hypergiantov.

Ako sme už povedali, také masívne hviezdy často končia svoje dni výbuchom supernovy. Môžu však tiež zažiť hromadné straty a stať sa modrým oborom, aspoň na krátku dobu, končiac svoje dni ako neutrónová hviezda alebo čierna diera.

Porovnanie so Slnkom

Nasledujúci obrázok ukazuje porovnanie veľkostí VY Canis Majoris a Slnka. Líšia sa nielen veľkosťou, hmotnosťou a teplotou, ale vývojové línie oboch sa veľmi líšia.

Obrázok 6. Porovnávacia veľkosť medzi Slnkom vrátane zemskej obežnej dráhy (v obdĺžniku) a VY Canis Majoris. Zdroj: Wikimedia Commons.

Slnko nakoniec vypukne z hlavnej sekvencie a stane sa z neho červeného obra, ktorý sa bude šíriť mimo Zem. Stále je však pred nami ešte dlhá cesta, pretože Slnko má sotva polovicu svojho života ako stabilnej hviezdy. Existuje už približne 4 603 miliárd rokov.

Zostáva ešte toľko, ale kvôli svojej hmote Slnko skončí svoje dni ako biely trpaslík, zatiaľ čo VY Canis Majoris to môže urobiť oveľa efektnejším spôsobom.

Referencie

1. Americká asociácia premenných hviezdnych pozorovateľov. VY Canis Majoris. Obnovené z: aavso.org.
2. Carroll, B. Úvod do modernej astrofyziky. 2 .. Vydanie. Pearson.
3. Martínez, D. Hviezdny vývoj. Vaeliada. Obnovené z: Knihy Google.
4. Paolantonio, S. Pozoruhodná premenná hviezda VY Canis Majoris. Obnovené z: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fusion vo vesmíre: odkiaľ pochádzajú vaše šperky. Získané z: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Červený supergiant. Obnovené z: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Obnovené z: en.wikipedia.org.