VY objev Canis Majoris, charakteristiky, struktura, formace a evoluce

2339
Anthony Golden

VY Canis Majoris Je to hvězda v souhvězdí Canis Majoris nebo May May, kde se také nachází Sirius. VY Canis Majoris je asi 4900 světelných let daleko od Země a je viditelný dalekohledem a dalekohledy, které ukazují výraznou červenou barvu.

První pozorování VY Canis Majoris (VY CMa) pocházejí z počátku 19. století. Jsou zásluhou francouzského astronoma Josepha DeLalandeho z roku 1801, který jej klasifikoval jako hvězdu o síle 7 stupňů. 

Obrázek 1. VY Canis Majoris v souhvězdí Orion, je hvězda s poloměrem tisíckrát větším než je poloměr Slunce, je obklopena mlhovinou sestávající z materiálu, který sama hvězda neustále vyhazuje. Zdroj: Wikimedia Commons. Judy Schmidt [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)].

Díky zdokonalení designu dalekohledu si astronomové na počátku 20. století rychle uvědomili, jak jedinečná je VY CMa díky své proměnlivé jasnosti a skutečnosti, že je obklopena složitou mlhovinou plnou shluků a kondenzací..

Z tohoto důvodu se po nějakou dobu myslelo, že to byl spíše hvězdný systém. Tato myšlenka je v současné době zavržena, ačkoli někteří astronomové tvrdí, že existuje alespoň jeden společník.. 

Pozorování naznačují, že VY CMa je ​​extrémně zářivá a výjimečně velká, tisíckrát větší než Slunce. Do takové míry, že kdyby zaujala své místo, hvězda by sahala až k oběžné dráze Saturnu..

Rozhodně VY CMa je ​​ve vysoce nestabilním stadiu, které předchází konci svého života, protože hvězda rychle vylučuje své vnější vrstvy a vrhá je do vesmíru, kde se kolem ní šíří jako mlhovina.

To je důvod, proč astronomové nevylučují možnost, že VY CMa v krátké době utrpí vypuknutí supernovy..

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
    • 1.1 Umístění
    • 1.2 Variabilita
    • 1.3 Rádio
    • 1.4 Mass
    • 1.5 Teplota a svítivost
  • 2 Struktura
  • 3 Vznik a vývoj
  • 4 Srovnání se Sluncem
  • 5 Reference

Vlastnosti

Astronomové mají velký zájem studovat tak jedinečnou hvězdu jako VY CMa, protože její informace jsou rozhodující pro studium hvězdné evoluce.. 

VY CMa se vyznačuje tím, že patří mezi hvězdy s největším poloměrem a je také jednou z nejzářivějších. Patří také k nejhmotnějším z červených superobřích hvězd, hvězd, které již prošly dlouhou dobu svého hvězdného života..

VY CMa je ​​také fascinující, protože se očekává, že jeho dny skončí náhle, velkou explozí supernovy. Podívejme se na některé ze zajímavějších detailů:

Umístění

VY CMa je ​​viditelný ze Země v souhvězdí Canis Major, poblíž Sirius a souhvězdí Orion. Je to od 3 900 do 4 900 světelných let od Země. 

Není snadné určit vzdálenost, jednak proto, že hvězda není blízko, a jednak proto, že neustále chrlí materiál. Proto je obklopen mlhovinou (viz obrázek 1), která ztěžuje vidění atmosféry hvězdy a ztěžuje přesné odhady..

Obrázek 2. Souhvězdí Can Major a VY CMa kroužily červeně poblíž NGC 2362, otevřené hvězdokupy plné mladých hvězd a hvězd ve formaci. Zdroj: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger. Derivativní práce: Kxx [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].

Variabilita

V roce 1931 již existovala skutečnost, že VY CMa zažívá výrazné změny v jasu, a to takovým způsobem, že byl popsán jako dlouhodobá proměnná hvězda.. 

I když je velmi jasný, jeho absolutní velikost se pohybuje mezi -9,5 a -11,5. Porovnejte Sirius, který má velikost -1,6, a Slunce, nejjasnější objekt pozorovaný ze Země, v -26,7.

K identifikaci proměnných hvězd jim astronomové přiřadili jméno skládající se z jednoho nebo dvojice velkých písmen, následované názvem souhvězdí, ve kterém se nacházejí.. 

První objevené proměnné je přiřazeno písmeno R, další S a tak dále. Když jsou písmena hotová, začíná sekvence RR, RS a tak dále, takže VY CMa je ​​číslo 43 mezi proměnnými hvězdami Can Major.

A proč VY CMa nebo jiné hvězdy zažívají změny ve své jasnosti? Může to být proto, že hvězda mění svou svítivost v důsledku kontrakcí a expanzí. Dalším důvodem může být přítomnost jiného objektu, který jej dočasně zatmění.

Rádio

Někteří astronomové odhadují poloměr VY CMa až na 3000násobek poloměru Slunce. Další konzervativnější odhady naznačují velikost 600 slunečních poloměrů, ačkoli podle nejnovějších měření je tento poloměr 1420 slunečních poloměrů.. 

Skutečnost, že VY CMa je ​​obklopena mlhovinou hmoty vyvrženou stejnou hvězdou, je zodpovědná za proměnný poloměr hvězdy. Postava, o které se dosud diskutuje.

Na nějaký čas byla VY CMa největší známou hvězdou. Dnes je překonán UY Scuti (1708 slunečních poloměrů) v souhvězdí Štít a Westerlund 1-26 (2544 slunečních poloměrů podle některých, 1500 podle jiných) v souhvězdí Ara.

Hmotnost

Ne nutně proto, že je to velká hvězda, je to nejhmotnější hvězda ze všech. Z teploty a velikosti (bolometrické) se odhaduje, že aktuální hmotnost VY CMa je ​​17 ± 8 hmotností Slunce (hmotnost Slunce je 1 899 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa každoročně ztrácí hmotu rychlostí 6 × 10 ^ 4 sluneční hmoty, nepočítáme-li prudké hromadné výhozy, které se vyskytují často. Tímto způsobem je vytvořena mlhovina, která obklopuje hvězdu.

Teplota a svítivost

Teplota VY Canis Majoris se odhaduje na 4 000 K a svítivost mezi 200 000 a 5 60 000 násobkem slunce. Svítivost je ekvivalentní energii (energii za jednotku času) emitované hvězdou do vesmíru.

Svítivost Slunce se používá jako reference a jednotka k měření síly astronomických objektů. Jedna (1) sluneční svítivost se rovná 3 828 × 10 ^ 26 wattů.

Teplota a svítivost VY Canis Majoris jej zařadila do oblasti superobrů hvězdné klasifikace HR diagramu.

Obrázek 3. H-R diagram hvězd. Vpravo nahoře jsou červení supergianti a hypergiganti jako VY Canis Majoris. Zdroj: Wikimedia Commons.

HR nebo Hertzsprung-Russellův diagram je graf svítivosti hvězd jako funkce jejich teploty. Poloha hvězdy v tomto diagramu naznačuje její vývojový stav a závisí na její počáteční hmotnosti..

Hvězdy, které spotřebovávají vodík a tvoří ve svých jádrech helium, jsou ty, které jsou v hlavní sekvenci (hlavní sekvence), úhlopříčka schématu. Naše Slunce je tam, zatímco Proxima Centauri je vpravo dole, protože je chladnější a menší..

Místo toho Betelgeuse, Antares a VY CMa opustili hlavní sekvenci, protože už jim došlo vodík. Poté migrovali k evoluční linii červených superobřích a hyperobřích hvězd v pravé horní části diagramu..

V průběhu času (samozřejmě astronomické) se hvězdy jako Slunce stanou bílými trpaslíky a pohybují se dolů v HR diagramu. A červené supergianty končí své dny jako supernovy.

Struktura

Hvězdy jsou v podstatě obrovské sféry plynu tvořené z větší části vodíkem a heliem, doprovázené stopami dalších známých prvků..

Struktura hvězd je víceméně stejná pro všechny: a jádro kde dochází k fúzním reakcím, nazývá se mezivrstva plášť o zábal a vnější vrstva o atmosféra hvězdný. Postupem času se tloušťka a vlastnosti těchto vrstev mění..

Existují dvě síly, které udržují hvězdu soudržnou: na jedné straně gravitační přitažlivost, která ji má tendenci stlačovat, a na druhé straně tlak generovaný z jádra fúzními reakcemi, které ji rozšiřují.. 

Obrázek 4. Hvězda je v hydrostatické rovnováze, když je gravitace, která má tendenci ji komprimovat, vyvážena fúzním tlakem, který ji rozšiřuje. Zdroj: F. Zapata.

Když dojde k nerovnováze, jako je vyčerpání vodíku, převažuje gravitace a jádro hvězdy se začne hroutit a generovat velké množství tepla..

Toto teplo se přenáší do sousedních vrstev a vede k novým fúzním reakcím, které dočasně vrátí hvězdu do rovnováhy. Ale v tomto procesu se nejvzdálenější vrstvy prudce rozpínají a hvězda bobtná a mění se v rudého obra..

A pokud byla počáteční hmotnost hvězdy větší než 8 hmot Slunce, stane se z ní superobr nebo hyperobr, jako VY Canis Majoris. 

Hyperobří hvězdy jsou ve vesmíru vzácné, pokud o nich nevíme. Existují modrá, bílá, žlutá, červená ... Barevný rozdíl je způsoben teplotou, modré jsou teplejší a červené chladnější..

Když se hvězdy blíží ke konci své evoluce, získají strukturu s cibulovou vrstvou, protože jak spaluje těžší prvky, zůstává nejvzdálenější vrstva méně hustého prvku spálená předtím, jak je vidět na obrázku.

Proto byly ve VY Canis Majoris detekovány chemické sloučeniny nejrůznější povahy.

Obrázek 5. Vrstvená „cibulová“ struktura hvězdy v závěrečné fázi vývoje. Zdroj: Evropská jižní observatoř.

Vznik a vývoj

Jako všechny hvězdy, i VY Canis Majoris muselo vzniknout díky gravitaci, která se postarala o zhutnění plynu a kosmického prachu do obrovského mraku. 

Jak se to stane, teplota stoupá, dokud se nespustí jaderný reaktor hvězdy. Potom mezi výše zmíněnými silami vzniká hydrostatická rovnováha: zhutňovací gravitace a tlak z jádra chtějí hvězdu rozpínat.. 

V tomto bodě a vždy podle své hmotnosti se hvězda nachází v hlavní posloupnosti. Pro VY Canis Majoris to mělo být nalevo od diagramu v oblasti modrých obřích hvězd, ale jakmile byl vodík vyčerpán, přešel k evoluční linii hypergigantů..

Jak jsme řekli, takové hmotné hvězdy často končí své dny výbuchem supernovy. Mohou však také zažít hromadné ztráty a alespoň na krátkou dobu se stát modrým obrem, který končí své dny jako neutronová hvězda nebo černá díra..

Srovnání se Sluncem

Následující obrázek ukazuje srovnání velikostí VY Canis Majoris a Slunce. Liší se nejen velikostí, hmotností a teplotou, ale evoluční linie obou jsou velmi odlišné..

Obrázek 6. Srovnávací velikost mezi Sluncem, včetně oběžné dráhy Země (v obdélníku) a VY Canis Majoris. Zdroj: Wikimedia Commons.

Slunce se nakonec vymaní z hlavní sekvence a stane se rudým obrem, jehož velikost přesáhne Zemi. Je ale ještě dlouhá cesta, protože Slunce má sotva polovinu života jako stabilní hvězda. Existuje asi 4,603 miliardy let.

Stále jich má tolik, ale díky své hmotnosti skončí Slunce své dny jako bílý trpaslík, zatímco VY Canis Majoris to může udělat mnohem efektnějším způsobem..

Reference

  1. Americká asociace pozorovatelů proměnných hvězd. VY Canis Majoris. Obnoveno z: aavso.org.
  2. Carroll, B.Úvod do moderní astrofyziky. 2. místo Edice. Pearson. 
  3. Martínez, D. Hvězdný vývoj. Vaeliada. Obnoveno z: Knihy Google.
  4. Paolantonio, S. Pozoruhodná proměnná hvězda VY Canis Majoris. Obnoveno z: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
  5. Rebusco, P. Fusion ve vesmíru: odkud pocházejí vaše šperky. Obnoveno z: scienceinschool.org.
  6. Wikipedia. Červený superobr. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Obnoveno z: en.wikipedia.org.

Zatím žádné komentáře