VY CANIS MAJORIS: ODKRITJE, ZNAČILNOSTI, STRUKTURA, TVORBA IN EVOLUCIJA - ARTE - 2025

VY Canis Majoris je zvezda v ozvezdju Canis Majoris ali Can župan, kjer je tudi Sirius. VY Canis Majoris je od Zemlje oddaljen približno 4900 svetlobnih let in je viden z daljnogledi in teleskopi, ki kažejo izrazito rdečo barvo.

Prva opažanja VY Canis Majoris (VY CMa) segajo v začetek 19. stoletja. Zanjo naj bi prišel francoski astronom Joseph DeLalande leta 1801, ki ga je razvrstil kot zvezdo z magnitudo 7.

Slika 1. VY Canis Majoris v ozvezdju Oriona je zvezda s polmerom tisočkrat večjim od sonca, obdana je z meglico, sestavljeno iz materiala, ki ga zvezda sama neprestano meče. Vir: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

Z izboljšavami v zasnovi teleskopa so astronomi v zgodnjem 20. stoletju hitro spoznali, kako edinstven je VY CMa, zahvaljujoč svoji spremenljivi svetlosti in zavit v zapleteno meglico, polno grud in kondenz.

Zaradi tega je nekaj časa veljalo, da gre za sistem zvezd. Ta ideja trenutno ne pride v poštev, čeprav nekateri astronomi trdijo, da obstaja vsaj en spremljevalec.

Opazovanja kažejo, da je VY CMa izjemno svetlobna in izjemne velikosti, tisočkrat večja od Sonca. Do te mere, da bi se zvezda, če bi zasedla svoje mesto, razširila vse do orbitove Saturna.

VY CMa je ​​vsekakor v zelo nestabilni fazi, ki je pred koncem njegovega življenja, saj zvezda hitro odseva svoje zunanje plasti in jih vrže v vesolje, kjer se širijo kot meglica okoli nje.

Zato astronomi ne izključujejo možnosti, da bi VY CMa v kratkem času doživel izbruh supernove.

značilnosti

Astronomi so zelo zainteresirani za proučevanje zvezde, ki je tako edinstvena kot VY CMa, saj so njene informacije odločilne pri preučevanju evolucije zvezd.

Za VY CMa je ​​značilno, da spada med zvezde z največjim polmerom in je tudi ena izmed najbolj svetlečih. Je tudi med najbolj množičnimi rdečimi zvezdniki, zvezdniki, ki so v svojem zvezdnem življenju že prepotovali pot.

VY CMa je ​​očarljiv tudi zato, ker naj bi se njegovi dnevi nenadoma končali v veliki eksploziji supernove. Poglejmo nekaj bolj zanimivih podrobnosti:

Lokacija

VY CMa je ​​viden z Zemlje v ozvezdju Canis Major, blizu Siriusa in ozvezdja Orion. Od Zemlje je od 3.900 do 4.900 svetlobnih let.

Natančno določiti razdaljo ni enostavno, najprej zato, ker zvezda ni blizu, in drugič, ker neprestano šiva material. Zato je ovita v meglico (glej sliko 1), ki otežuje opazovanje atmosfere zvezde in otežuje natančne ocene.

Slika 2. Ozvezdje Can Major in VY CMa sta obkrožila rdeče, v bližini NGC 2362, odprto grozd, napolnjeno z mladimi zvezdami in zvezdami v nastajanju. Vir: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger. Izvedbeno delo: Kxx.

Spremenljivost

Do leta 1931 je bilo že dejstvo, da je VY CMa doživljala opazne spremembe v svoji svetlosti, tako da so jo opisovali kot dolgotrajno spremenljivo zvezdo.

Čeprav je zelo svetel, se njegova absolutna jakost giblje med -9,5 in -11,5. Primerjaj Sirius, ki ima magnitudo -1,6, in Sonce, najsvetlejši predmet, viden z Zemlje, na -26,7.

Za prepoznavanje spremenljivih zvezd jim astronomi dodelijo ime, sestavljeno iz ene ali dveh velikih začetnic, ki ji sledi ime ozvezdja, v katerem se nahajajo.

Prvi odkriti spremenljivki je dodeljena črka R, naslednji pa S in tako naprej. Ko so črke končane, se zaporedje začne z RR, RS in tako naprej, tako da je VY CMa številka 43 med spremenljivimi zvezdami Can Major.

In zakaj VY CMa ali druge zvezde doživljajo spremembe v svoji svetlosti? Mogoče je, da zvezda zaradi krčenja in raztezanja spremeni svojo svetilnost. Drugi razlog je lahko prisotnost drugega predmeta, ki ga začasno zasenči.

Radio

Nekateri astronomi ocenijo polmer VY CMa do 3.000-krat več kot polmer Sonca. Druge bolj konservativne ocene kažejo na velikost 600 sončnih polmerov, čeprav najnovejše meritve postavljajo na 1.420 sončnih polmerov.

Dejstvo, da je VY CMa zavit v meglico snovi, ki jo izstreli ista zvezda, je odgovorno za spremenljiv polmer zvezde. Številka, o kateri se do zdaj še govori.

Nekaj ​​časa je bila VY CMa največja znana zvezda. Danes ga v ozvezdju Ščita presega UY Scuti (1708 sončnih polmerov) in Westerlund 1-26 (2544 sončnih polmerov po nekaterih, 1500 glede na druge) v ozvezdju Ara.

Maša

Ne nujno, ker gre za veliko zvezdo, je najbolj množična zvezda od vseh. Iz temperature in velikosti (bolometrične) se ocenjuje, da je trenutna masa VY CMa 17 ± 8 sončnih mas (masa Sonca je 1.989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa izgubi maso s hitrostjo 6 × 10 ^ −4 sončne mase vsako leto, ne da bi prištevali silovite izpuste mase, ki se pogosto pojavljajo. Na ta način se oblikuje meglica, ki obdaja zvezdo.

Temperatura in svetilnost

Temperatura VY Canis Majoris je ocenjena na 4000 K, svetilnost pa je med 200.000 in 560.000-krat višja od Sonca. Svetilnost je enakovredna moči (energiji na enoto časa), ki jo zvezda oddaja v vesolje.

Svetilnost Sonca se uporablja kot referenca in enota za merjenje moči astronomskih predmetov. Ena (1) sončna svetilnost je enaka 828 × 10 ^ 26 vatov.

Temperatura in svetilnost VY Canis Majoris jo uvrščata v nadmočno območje klasifikacijskega diagrama zvezd.

Slika 3. HR diagram zvezde. Rdeči superjunaki in hipergianti, kot je VY Canis Majoris, so zgoraj desno. Vir: Wikimedia Commons.

Diagram HR ali Hertzsprung-Russell je graf svetilnosti zvezd kot odvisnosti od njihove temperature. Lega zvezde v tem diagramu kaže na njeno evolucijsko stanje in je odvisna od njene začetne mase.

Zvezde, ki porabijo vodik za tvorbo helija v svojem jedru, so tiste, ki so v glavnem zaporedju (glavnem zaporedju), diagonali diagrama. Naše Sonce je tam, medtem ko je Proxima Centauri spodaj desno, ker je hladnejše in manjše.

Namesto Betelgeuse, Antares in VY CMa so pustili glavno zaporedje, ker jim je že zmanjkalo vodika. Nato so migrirali proti evolucijski črti rdečih supergiantnih in hipergiantnih zvezd v zgornjem desnem kotu diagrama.

Sčasoma (astronomske, seveda) zvezde, kot je Sonce, postanejo beli pritlikavci, ki se premikajo po diagramu HR. In rdeči superjunaki svoje dni končajo kot supernove.

Struktura

Zvezde so v bistvu ogromne plinske sfere, ki jih večinoma sestavljata vodik in helij, spremljajo pa ga sledovi drugih znanih elementov.

Struktura zvezd je bolj ali manj enaka za vse: jedro, kjer potekajo fuzijske reakcije, vmesni sloj, imenovan plašč ali ovojnica, in zunanja plast ali zvezdna atmosfera. Sčasoma se debelina in značilnosti teh plasti spreminjajo.

Obstajata dve sili, ki zvezdno kohezijo ohranjata: na eni strani gravitacijska privlačnost, ki teži k njenemu stiskanju, na drugi pa tlak, ki nastaja iz jedra s fuzijskimi reakcijami, kar ga širi.

Slika 4. Zvezda je v hidrostatičnem ravnovesju, ko se gravitacija, ki jo nagiba k stiskanju, uravnoteži s tlakom fuzije, ki jo razširi. Vir: F. Zapata.

Ko pride do neravnovesja, kot je izčrpavanje vodika, prevlada gravitacija in zvezdino jedro se začne krčiti, kar ustvarja velike količine toplote.

Ta toplota se prenaša na sosednje plasti in sproži nove fuzijske reakcije, ki zvezdi začasno povrnejo ravnovesje. Toda v procesu se najbolj oddaljeni zunanji sloji razširijo in zvezda nabrekne in se spremeni v rdečega orjaka.

In če je bila začetna masa zvezde večja od 8 sončnih mas, potem postane superjunak ali hipergiant, kot je VY Canis Majoris.

Hipergiantne zvezde so v vesolju redke, razen če ne vemo. Obstajajo modra, bela, rumena, rdeča … Razlika v barvi je posledica temperature, modre so bolj vroče, rdeče pa hladnejše.

Ko se zvezde bližajo koncu svoje evolucije, pridobijo večplastno strukturo čebule, ker ko gori težje elemente, ostane zunanja plast manj gostega elementa, ki je zgorela pred ostanki, kot je prikazano na sliki.

Zato so v VY Canis Majoris odkrili kemične spojine najrazličnejše narave.

Slika 5. "Čebula" večplastna struktura zvezde v njeni zadnji fazi evolucije. Vir: Evropski južni observatorij.

Oblikovanje in evolucija

Kot vse zvezde se je tudi VY Canis Majoris moral ustvariti po zaslugi gravitacije, ki skrbi za zbijanje plina in kozmičnega prahu v ogromen oblak.

Temperatura narašča, dokler se zvezdni jedrski reaktor ne zažene. Potem nastane hidrostatično ravnotežje med zgoraj omenjenimi silami: gravitacija stiskanja in tlak iz jedra želi razširiti zvezdo.

Na tej točki in vedno glede na svojo maso se zvezda nahaja v glavnem zaporedju. Za VY Canis Majoris bi moralo biti levo od diagrama, na območju modrih velikanskih zvezd, a ko se je vodik izčrpal, je prešel na evolucijsko črto hipergiatov.

Tako množične zvezde pogosto končajo dneve v eksploziji supernove, kot smo že rekli. Lahko pa doživijo tudi množične izgube in vsaj za kratek čas postanejo modri velikan, ki svoje dni končajo kot nevtronska zvezda ali črna luknja.

Primerjava s Soncem

Naslednja slika prikazuje primerjavo velikosti VY Canis Majoris in Sonca. Ne razlikujejo se le po velikosti, masi in temperaturi, ampak sta tudi evolucijski črti obeh zelo različni.

Slika 6. Primerjalna velikost med Soncem, vključno z Zemljino orbito (v pravokotniku) in VY Canis Majoris. Vir: Wikimedia Commons.

Sonce bo sčasoma izbruhnilo iz glavnega zaporedja in postalo rdeči velikan, ki se širi po velikosti onkraj Zemlje. A še dolga je pot, saj je Sonce komaj polovico svojega življenja kot stabilna zvezda. Obstaja približno 4,603 milijarde let.

Še vedno jih ima toliko, a po svoji masi bo Sonce dni končalo kot beli škrat, medtem ko bo VY Canis Majoris to lahko storil na veliko bolj spektakularen način.

Reference

1. Ameriško združenje spremenljivih zvezdnih opazovalcev. VY Canis Majoris. Pridobljeno: aavso.org.
2. Carroll, B. Uvod v sodobno astrofiziko. 2. Izdaja. Pearson.
3. Martínez, D. Zvezdna evolucija. Vaeliada. Pridobljeno iz: Google Knjige.
4. Paolantonio, S. Izjemna spremenljiva zvezda VY Canis Majoris. Pridobljeno: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fuzija v vesolju: od kod izvira vaš nakit. Pridobljeno: scienceinschool.org.
6. Wikipedija. Rdeča nadvišica. Pridobljeno: es.wikipedia.org.
7. Wikipedija. VY Canis Majoris. Pridobljeno: en.wikipedia.org.