VY CANIS MAJORIS: FUNN, EGENSKAPER, STRUKTUR, DANNELSE OG EVOLUSJON - ARTE - 2026

VY Canis Majoris er en stjerne i stjernebildet Canis Majoris eller Can Mayor, hvor Sirius også er funnet. VY Canis Majoris er omtrent 4900 lysår unna Jorden og er synlig med kikkert og teleskop, og viser en særegen rød farge.

De første observasjonene av VY Canis Majoris (VY CMa) er fra begynnelsen av 1800-tallet. De skyldes den franske astronomen Joseph DeLalande i 1801, som klassifiserte den som en styrke på 7 stjerner.

Figur 1. VY Canis Majoris i stjernebildet Orion, er en stjerne med en radius tusenvis av ganger større enn for solen, den er omgitt av en tåke bestående av materiale som stjernen selv kontinuerlig kaster. Kilde: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

Med forbedringer i teleskopdesign, innså astronomer på begynnelsen av 1900-tallet hvor unik VY CMa er, takket være sin varierende lysstyrke og innhyllet i en kompleks tåke, full av klumper og kondensasjoner.

Av denne grunn ble det trodd at det snarere var et stjernesystem. Denne ideen er foreløpig uaktuelt, selv om noen astronomer hevder at det er minst en følgesvenn.

Observasjoner indikerer at VY CMa er ekstremt lysende og av eksepsjonell størrelse, tusenvis av ganger større enn sola. I en slik grad at hvis den tok sin plass, ville stjernen strekke seg så langt som Saturns bane.

VY CMa er definitivt i et veldig ustabilt stadium, som går foran slutten av livet, fordi stjernen raskt kaster sine ytre lag og kaster dem ut i verdensrommet, der de sprer seg som en tåke rundt seg.

Derfor utelukker astronomer muligheten for at VY CMa vil gjennomgå et supernovautbrudd på kort tid.

kjennetegn

Astronomer er veldig interessert i å studere en stjerne som er så unik som VY CMa, fordi informasjonen er avgjørende i studien av stjernevolusjonen.

VY CMa er preget av å være blant stjernene med størst radius og er også en av de mest lysende. Det er også blant de mest massive av de røde supergiantstjernene, stjerner som allerede har reist langt i sitt stellar liv.

VY CMa er også fascinerende fordi dagene forventes å ende plutselig, i en stor supernovaeksplosjon. La oss se på noen av de mer interessante detaljene:

plassering

VY CMa er synlig fra Jorden i stjernebildet Canis Major, nær Sirius og stjernebildet Orion. Det er mellom 3.900 og 4.900 lysår fra Jorden.

Det er ikke lett å nøyaktig etablere avstanden, for det første fordi stjernen ikke er i nærheten, og for det andre fordi den kontinuerlig sprøyter materiale. Derfor er den innhyllet i en tåke (se figur 1) som gjør det vanskelig å se atmosfæren til stjernen og gjør nøyaktige estimater vanskelig.

Figur 2. Konstellasjonen Can Major og VY CMa sirklet i rødt, nær NGC 2362, en åpen klynge fylt med unge stjerner og stjerner i formasjon. Kilde: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivativt arbeid: Kxx.

variasjon

I 1931 var det allerede et faktum at VY CMa opplevde bemerkelsesverdige variasjoner i lysstyrken, slik at den ble beskrevet som en variabel stjerne i lang tid.

Selv om den er veldig lys, varierer dens absolutte styrke mellom -9,5 og -11,5. Sammenlign Sirius, som har -1,6, og solen, den lyseste gjenstanden sett fra Jorden, ved -26,7.

For å identifisere variable stjerner tildeler astronomer dem et navn bestående av en eller et stort bokstav, etterfulgt av navnet på stjernebildet de befinner seg i.

Den første oppdagede variabelen tildeles bokstaven R, den neste S, og så videre. Når bokstavene er ferdige, begynner en sekvens med RR, RS og så videre, slik at VY CMa er nummer 43 blant de variable stjernene til Can Major.

Og hvorfor opplever VY CMa eller andre stjerner endringer i lysstyrken? Det kan være fordi stjernen endrer lysstyrke, på grunn av sammentrekninger og utvidelser. En annen årsak kan være tilstedeværelsen av et annet objekt som formørker den midlertidig.

Radio

Noen astronomer anslår radiusen til VY CMa til opptil 3000 ganger solens radius. Andre mer konservative estimater peker på en størrelse på 600 solradiier, selv om de nyeste målingene plasserer den til 1.420 solradier.

At VY CMa er innhyllet i en tåke med materie som blir kastet ut av den samme stjernen, er ansvarlig for den variable radiusen til stjernen. Et tall som frem til nå er under diskusjon.

For en tid var VY CMa den største kjente stjernen. I dag er det overgått av UY Scuti (1708 solradier) i stjernebildet og av Westerlund 1-26 (2544 solradier ifølge noen, 1500 ifølge andre) i stjernebildet Ara.

Masse

Ikke nødvendigvis fordi det er en stor stjerne, den er den mest massive stjernen av alle. Fra temperaturen og størrelsen (bolometrisk) anslås det at den nåværende massen til VY CMa er 17 ± 8 solmasser (solens masse er 1,989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa mister masse med frekvensen 6 × 10 ^ −4 solmasser hvert år, og teller ikke voldelige masseutkast som forekommer ofte. På denne måten dannes nebulaen som omgir stjernen.

Temperatur og lysstyrke

Temperaturen på VY Canis Majoris er estimert til 4000 K og en lysstyrke mellom 200 000 og 560 000 ganger solen. Lysstyrken tilsvarer kraften (energi per tidsenhet) som stjernen sender ut i verdensrommet.

Solens lyshet brukes som referanse og enhet for å måle kraften til astronomiske objekter. En (1) sollysets styrke tilsvarer 3.828 × 10 ^ 26 watt.

Temperaturen og lysstyrken til VY Canis Majoris plasserer den i det overordnede området i HR-stjerneklassifiseringsskjemaet.

Figur 3. HR-diagram over stjernene. Røde supergiganter og hypergiganter som VY Canis Majoris er øverst til høyre. Kilde: Wikimedia Commons.

HR- eller Hertzsprung-Russell-diagrammet er en graf over stjerners lysstyrke som en funksjon av deres temperatur. Posisjonen til en stjerne i dette diagrammet indikerer dens evolusjonære tilstand og avhenger av dens begynnelsesmasse.

Stjernene som konsumerer hydrogen for å danne helium i kjernen, er de som er i hovedsekvensen (hovedsekvens), diagonalen i diagrammet. Solen vår er der, mens Proxima Centauri er nede til høyre, fordi den er kaldere og mindre.

I stedet forlot Betelgeuse, Antares og VY CMa hovedsekvensen, fordi de allerede har gått tom for hydrogen. De migrerte deretter mot evolusjonslinjen til de røde supergiante og hypergiante stjernene, øverst til høyre på diagrammet.

Over tid (astronomiske, selvfølgelig) blir stjerner som solen hvite dverger, og beveger seg nedover HR-diagrammet. Og røde supergiganter avslutter sine dager som supernovaer.

Struktur

Stjerner er i utgangspunktet enorme kuler med gass som består av hydrogen og helium for det meste, ledsaget av spor etter de andre kjente elementene.

Strukturen til stjerner er mer eller mindre den samme for alle: en kjerne der fusjonsreaksjoner finner sted, et mellomlag som kalles mantelen eller konvolutten, og det ytre lag eller den stjernede atmosfæren. Over tid endres tykkelsen og egenskapene til disse lagene.

Det er to krefter som holder stjernen sammenhengende: På den ene siden gravitasjonsattraksjonen som har en tendens til å komprimere den, og på den andre siden trykket som genereres fra kjernen ved fusjonsreaksjoner, som utvider det.

Figur 4. En stjerne er i hydrostatisk likevekt når tyngdekraften som har en tendens til å komprimere den balanseres av fusjonstrykket som utvider den. Kilde: F. Zapata.

Når en ubalanse oppstår, for eksempel hydrogenutarming, hersker tyngdekraften og stjernens kjerne begynner å kollapse, og genererer store mengder varme.

Denne varmen overføres til de tilstøtende lagene og gir nye fusjonsreaksjoner som midlertidig gjenoppretter balansen til stjernen. Men i prosessen utvides de ytterste lag voldsomt og stjernen svulmer opp og blir til en rød gigant.

Og hvis den opprinnelige massen til stjernen var større enn åtte solmasser, blir den en supergiant eller en hypergiant, som VY Canis Majoris.

Hypergiante stjerner er sjeldne i universet, med mindre vi vet om det. Det er blå, hvite, gule, røde … Forskjellen i farger skyldes temperatur, de blå er varmere og de røde er kaldere.

Når stjerner nærmer seg slutten av evolusjonen, tilegner de seg en løk-lagdelt struktur, fordi når du forbrenner tyngre elementer, brennes et ytterste lag av det mindre tette elementet før det gjenstår, som man ser på figuren.

Det er grunnen til at i VY Canis Majoris er kjemiske forbindelser av den mest forskjellige naturen blitt oppdaget.

Figur 5. "Løk" lagdelte strukturen til en stjerne i det siste evolusjonstrinnet. Kilde: European Southern Observatory.

Dannelse og evolusjon

Som alle stjerner må VY Canis Majoris ha dannet seg takket være tyngdekraften som passet på å komprimere gassen og det kosmiske støvet til en enorm sky.

Når det skjer, øker temperaturen til stjernens atomreaktor starter. Da oppstår den hydrostatiske likevekten mellom kreftene som er nevnt over: den komprimerende tyngdekraften og trykket fra kjernen ønsker å utvide stjernen.

På dette tidspunktet og alltid i henhold til dens masse, er stjernen lokalisert i hovedsekvensen. For VY Canis Majoris burde det ha vært til venstre for diagrammet, i området for de blå kjempestjernene, men når hydrogen var utmattet, gikk det videre til evolusjonslinjen til hypergigantene.

Slike massive stjerner avslutter ofte dagene i en supernovaeksplosjon, som vi har sagt. Men de kan også oppleve massetap og bli en blå gigant, i alle fall for kort tid, og avslutte sine dager som en nøytronstjerne eller svart hull.

Sammenligning med sola

Bildet nedenfor viser en sammenligning mellom størrelsene på VY Canis Majoris og Solen. Ikke bare er de forskjellige i størrelse, masse og temperatur, men de evolusjonslinjene til begge er veldig forskjellige.

Figur 6. Sammenlignende størrelse mellom sola, inkludert jordens bane (i rektangelet) og VY Canis Majoris. Kilde: Wikimedia Commons.

Sola vil til slutt bryte ut av hovedsekvensen og bli en rød gigant, som sprer seg i størrelse over Jorden. Men det er fortsatt en lang vei å gå, siden solen knapt har halve livet som en stabil stjerne. Det har eksistert i omtrent 4.603 milliarder år.

Den har fremdeles like mange, men etter sin masse vil solen avslutte sine dager som en hvit dverg, mens VY Canis Majoris kan gjøre det på en mye mer spektakulær måte.

referanser

1. American Association of variable Star Observers. VY Canis Majoris. Gjenopprettet fra: aavso.org.
2. Carroll, B. En introduksjon til moderne astrofysikk. Andre. Edition. Pearson.
3. Martínez, D. Den fantastiske evolusjonen. Vaeliada. Gjenopprettet fra: Google Books.
4. Paolantonio, S. Den bemerkelsesverdige variable stjernen VY Canis Majoris. Gjenopprettet fra: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fusion in the Universe: hvor smykkene dine kommer fra. Gjenopprettet fra: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Rød supergiant. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.