VY Canis Majoris upptäckt, egenskaper, struktur, bildning och evolution

2916
Robert Johnston

VY Canis Majoris Det är en stjärna i konstellationen Canis Majoris eller Can Mayor, där Sirius också finns. VY Canis Majoris är cirka 4900 ljusår långt bort från jorden och syns med kikare och teleskop och visar en distinkt röd färg.

De första observationerna av VY Canis Majoris (VY CMa) är från början av 1800-talet. De beror på den franska astronomen Joseph DeLalande 1801, som klassificerade den som en magnitude 7-stjärna. 

Figur 1. VY Canis Majoris i konstellationen Orion, är en stjärna med en radie tusentals gånger större än solens, den är omgiven av en nebulosa bestående av material som stjärnan själv kontinuerligt kastar ut. Källa: Wikimedia Commons. Judy Schmidt [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)].

Med förbättringar i teleskopdesignen insåg astronomer i början av 1900-talet snabbt hur unik VY CMa är, tack vare dess varierande ljusstyrka och det faktum att den är innesluten i en komplex nebulosa, full av klumpar och kondens..

Av denna anledning trodde man att det snarare var ett stjärnsystem. Denna idé för närvarande förkastas, även om vissa astronomer hävdar att det finns minst en följeslagare.. 

Observationer tyder på att VY CMa är extremt lysande och av exceptionell storlek, tusentals gånger större än solen. I en sådan utsträckning att, om den tog sin plats, skulle stjärnan sträcka sig så långt som Saturnus bana..

Definitivt är VY CMa i ett mycket instabilt stadium, som föregår slutet av sitt liv, eftersom stjärnan snabbt tappar sina yttre lager och kastar dem i rymden, där de sprider sig som en nebulosa.

Det är därför astronomer inte utesluter möjligheten att VY CMa kommer att drabbas av ett supernovautbrott på kort tid..

Artikelindex

  • 1 Funktioner
    • 1.1 Plats
    • 1.2 Variabilitet
    • 1.3 Radio
    • 1.4 Mässa
    • 1.5 Temperatur och ljusstyrka
  • 2 Struktur
  • 3 Formation och evolution
  • 4 Jämförelse med solen
  • 5 Referenser

Egenskaper

Astronomer är mycket intresserade av att studera en så unik stjärna som VY CMa, eftersom dess information är avgörande i studien av stjärnutveckling.. 

VY CMa kännetecknas av att vara bland stjärnorna med störst radie och är också en av de mest lysande. Det är också en av de mest massiva av de röda superjättestjärnorna, stjärnor som redan har rest en stor del av sitt fantastiska liv..

VY CMa är också fascinerande eftersom dess dagar förväntas sluta plötsligt i en stor supernovaexplosion. Låt oss titta på några av de mer intressanta detaljerna:

Plats

VY CMa är synlig från jorden i konstellationen Canis Major, nära Sirius och konstellationen Orion. Det är mellan 3900 och 4900 ljusår från jorden. 

Det är inte lätt att fastställa avståndet, för det första för att stjärnan inte är nära och för det andra för att den ständigt spyttar material. Därför är den omsluten i en nebulosa (se figur 1) som gör det svårt att se stjärnans atmosfär och gör det svårt att göra exakta uppskattningar..

Figur 2. Konstellationen Can Major och VY CMa cirklade i rött, nära NGC 2362, ett öppet kluster fylld med unga stjärnor och stjärnor i formation. Källa: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivativt arbete: Kxx [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].

Variabilitet

1931 var det redan ett faktum att VY CMa upplevde anmärkningsvärda variationer i dess ljusstyrka, på ett sådant sätt att det beskrivs som en långvarig variabel stjärna.. 

Även om det är väldigt ljust, ligger dess absoluta storlek mellan -9,5 och -11,5. Jämför Sirius, som har magnitud -1,6, och solen, det ljusaste objektet sett från jorden, vid -26,7.

För att identifiera variabla stjärnor tilldelar astronomer dem ett namn som består av ett eller ett par stora bokstäver, följt av namnet på konstellationen där de finns.. 

Den första variabeln som upptäcks tilldelas bokstaven R, nästa S och så vidare. När bokstäverna är färdiga börjar en sekvens med RR, RS och så vidare, så att VY CMa är nummer 43 bland de variabla stjärnorna i Can Major.

Och varför upplever VY CMa eller andra stjärnor förändringar i deras ljusstyrka? Det kan bero på att stjärnan ändrar sin ljusstyrka på grund av sammandragningar och utvidgningar. En annan anledning kan vara närvaron av ett annat objekt som tillfälligt förmörkar det.

Radio

Vissa astronomer uppskattar VY CMa-radien upp till 3000 gånger solens radie. Andra mer konservativa uppskattningar indikerar en storlek på 600 solradier, även om de senaste mätningarna placerar den vid 1420 solradier.. 

Det faktum att VY CMa är innesluten i en nebulosa av materia som matas ut av samma stjärna är ansvarig för stjärnans variabla radie. En siffra som hittills fortfarande diskuteras.

Under en tid var VY CMa den största kända stjärnan. Idag överträffas den av UY Scuti (1708 solstrålar) i konstellationsskölden och av Westerlund 1-26 (2544 solstrålar enligt vissa, 1500 enligt andra) i konstellationen Ara.

Massa

Inte nödvändigtvis för att det är en stor stjärna, det är den mest massiva stjärnan av alla. Från temperaturen och storleken (bolometrisk) uppskattas det att den aktuella massan av VY CMa är 17 ± 8 solmassor (Solens massa är 1 989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa förlorar massa med en hastighet av 6 × 10 ^ −4 solmassor varje år, utan att räkna med våldsamma massutkastningar som förekommer ofta. På detta sätt bildas nebulosan som omger stjärnan.

Temperatur och ljusstyrka

Temperaturen på VY Canis Majoris uppskattas till 4000 K och en ljusstyrka mellan 200 000 och 560 000 gånger solens. Ljusstyrkan motsvarar kraften (energi per tidsenhet) som stjärna avger mot rymden.

Solens ljusstyrka används som referens och enhet för att mäta astronomiska föremåls kraft. En (1) solstyrka är lika med 3 828 × 10 ^ 26 watt.

Temperaturen och ljusstyrkan för VY Canis Majoris placerar den i den enorma regionen i stjärnklassificeringen HR-diagram.

Figur 3. HR-diagram över stjärnorna. Röda superjättar och hyperjättar som VY Canis Majoris finns längst upp till höger. Källa: Wikimedia Commons.

HR- eller Hertzsprung-Russell-diagrammet är ett diagram över stjärnornas ljusstyrka som en funktion av deras temperatur. Positionen för en stjärna i detta diagram visar dess evolutionära tillstånd och beror på dess ursprungliga massa..

Stjärnorna som konsumerar väte för att bilda helium i sina kärnor är de som finns i huvudsekvensen (huvudsekvens), diagonalen i schemat. Vår sol är där, medan Proxima Centauri är längst ner till höger, eftersom den är kallare och mindre..

Istället lämnade Betelgeuse, Antares och VY CMa huvudsekvensen, eftersom de redan har tagit slut på väte. De migrerade sedan mot den evolutionära linjen för de röda superjättestjärnorna, i den övre högra delen av diagrammet..

Med tiden (naturligtvis astronomiska) blir stjärnor som solen vita dvärgar och rör sig ner i HR-diagrammet. Och de röda superjättarna avslutar sina dagar som supernovaer.

Strukturera

Stjärnor är i grunden enorma sfärer av gas som består av väte och helium för det mesta, åtföljd av spår av andra kända element..

Stjärnornas struktur är mer eller mindre densamma för alla: a kärna där fusionsreaktioner uppträder kallas ett mellanliggande lager mantel o wrap och ytterlager o atmosfär stjärn. Med tiden ändras tjockleken och egenskaperna hos dessa lager..

Det finns två krafter som håller stjärnan sammanhängande: å ena sidan den gravitationella attraktionen som tenderar att komprimera den och å andra sidan trycket som genereras från kärnan genom fusionsreaktioner, som expanderar den.. 

Figur 4. En stjärna är i hydrostatisk jämvikt när tyngdkraften som tenderar att komprimera den balanseras av fusionstrycket som expanderar den. Källa: F. Zapata.

När en obalans uppträder, såsom uttömning av väte, råder tyngdkraften och stjärnans kärna börjar kollapsa och genererar stora mängder värme..

Denna värme överförs till de intilliggande skikten och ger upphov till nya fusionsreaktioner som tillfälligt återvänder stjärnan till jämvikt. Men i processen expanderar de yttersta lagren våldsamt och stjärnan sväller och förvandlas till en röd jätte..

Och om stjärnans ursprungliga massa var större än åtta solmassor, blir den en superjätte eller en hyperjätt, som VY Canis Majoris. 

Hypergiant stjärnor är sällsynta i universum, såvida vi inte vet om. Det finns blå, vit, gul, röd ... Färgskillnaden beror på temperaturen, de blå är varmare och de röda är kallare..

När stjärnor närmar sig slutet av sin utveckling förvärvar de en lök-skiktad struktur, för när den bränner tyngre element kvarstår ett yttersta lager av det mindre täta elementet som bränns innan, som det ses i figuren.

Det är därför i VY Canis Majoris kemiska föreningar av den mest olika naturen har upptäckts.

Figur 5. Skiktad "lök" -struktur för en stjärna i dess sista utvecklingsfas. Källa: European Southern Observatory.

Formation och evolution

Liksom alla stjärnor måste VY Canis Majoris ha bildats tack vare tyngdkraften som tog hand om att komprimera gasen och det kosmiska dammet till ett enormt moln. 

När det händer ökar temperaturen tills stjärnans kärnreaktor startar. Då uppstår den hydrostatiska jämvikten mellan krafterna som nämnts tidigare: den komprimerande tyngdkraften och trycket från kärnan vill expandera stjärnan.. 

Vid denna punkt och alltid i enlighet med dess massa ligger stjärnan i huvudsekvensen. För VY Canis Majoris borde det ha varit till vänster om diagrammet, i regionen med de blå jättestjärnorna, men när vätet var uttömt gick det över till hyperjättarnas evolutionära linje..

Sådana massiva stjärnor avslutar ofta sina dagar i en supernovaexplosion, som vi har sagt. Men de kan också uppleva massförluster och bli en blå jätte, åtminstone för en kort tid, och avsluta sina dagar som en neutronstjärna eller ett svart hål..

Jämförelse med solen

Följande bild visar en jämförelse mellan storleken på VY Canis Majoris och solen. De skiljer sig inte bara i storlek, massa och temperatur utan de båda evolutionära linjerna är väldigt olika..

Figur 6. Jämförande storlek mellan solen, inklusive jordens bana (i rektangeln) och VY Canis Majoris. Källa: Wikimedia Commons.

Solen kommer så småningom att bryta ut ur huvudsekvensen och bli en röd jätte som sträcker sig i storlek bortom jorden. Men det finns fortfarande en lång väg att gå, eftersom solen knappt halverar sitt liv som en stabil stjärna. Det har funnits i cirka 4,603 miljarder år.

Det har fortfarande lika många, men på grund av sin massa kommer solen att avsluta sina dagar som en vit dvärg, medan VY Canis Majoris kan göra det på ett mycket mer spektakulärt sätt..

Referenser

  1. American Association of variable Star Observers. VY Canis Majoris. Återställd från: aavso.org.
  2. Carroll, B. En introduktion till modern astrofysik. 2: a. Utgåva. Pearson. 
  3. Martínez, D. Stjärnutvecklingen. Vaeliada. Återställd från: Google Books.
  4. Paolantonio, S. Den anmärkningsvärda variabla stjärnan VY Canis Majoris. Återställd från: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
  5. Rebusco, P. Fusion in the Universe: var dina smycken kommer ifrån. Återställd från: scienceinschool.org.
  6. Wikipedia. Röd superjätte. Återställd från: es.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Återställd från: en.wikipedia.org.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.