VY CANIS MAJORIS: UPPTÄCKT, EGENSKAPER, STRUKTUR, BILDNING OCH EVOLUTION - ARTE - 2025

VY Canis Majoris är en stjärna i stjärnbilden Canis Majoris eller Can Mayor, där Sirius också finns. VY Canis Majoris är ungefär 4900 ljusår från Jorden och är synlig med kikare och teleskop, med 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 7-stjärnig storlek.

Bild 1. VY Canis Majoris i stjärnbilden Orion, är en stjärna med en radie tusentals gånger större än för solen, den är omgiven av en nebulosa bestående av material som stjärnan själv ständigt kastar. Källa: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

Med förbättringar i teleskopdesign insåg astronomer i början av 1900-talet snabbt hur unik VY CMa är, tack vare dess varierande ljusstyrka och höljd i en komplex nebulosa, full av klumpar och kondenser.

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

Iakttagelser indikerar att VY CMa är extremt lysande och av exceptionell storlek, tusentals gånger större än solen. I en sådan utsträckning att stjärnan skulle sträcka sig så långt som Saturns omlopp om den fick sin plats.

VY CMa befinner sig definitivt i ett mycket instabilt stadium före sitt liv, eftersom stjärnan snabbt tappar sina yttre lager och kastar dem ut i rymden, där de sprider sig ut som en nebula runt den.

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

egenskaper

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

VY CMa kännetecknas av att vara bland stjärnorna med den största radien och är också en av de mest lysande. Det är också bland de mest massiva av de röda supergigantiska stjärnorna, stjärnor som redan har rest långt i sitt stellarliv.

VY CMa är också fascinerande eftersom dess dagar förväntas upphöra 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 3 900 och 4 900 ljusår från Jorden.

Det är inte lätt att exakt fastställa avståndet, för det första eftersom stjärnan inte är nära och för det andra eftersom den kontinuerligt spyrar material. Därför är den innesluten i en nebula (se figur 1) som gör det svårt att se stjärnans atmosfär och gör det svårt att göra exakta uppskattningar.

Bild 2. Konstellationen Can Major och VY CMa cirklar i rött, nära NGC 2362, ett öppet kluster fylt med unga stjärnor och stjärnor i formation. Källa: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivativt arbete: Kxx.

Variabilitet

År 1931 var det redan ett faktum att VY CMa upplevde anmärkningsvärda variationer i dess ljusstyrka, så att den beskrivs som en variabel stjärna med lång period.

Även om det är väldigt ljust varierar dess absoluta storlek mellan -9,5 och -11,5. Jämför Sirius, som har -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 en eller ett par stora bokstäver, följt av namnet på stjärnbilden där de finns.

Den första upptäckta variabeln tilldelas bokstaven R, den 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 expansioner. En annan orsak kan vara förekomsten av ett annat objekt som tillfälligt förmörknar det.

Radio

Vissa astronomer uppskattar radien för VY CMa till upp till 3 000 gånger solens radie. Andra mer konservativa uppskattningar pekar på en storlek på 600 solradie, även om de senaste mätningarna placerar den på 1 420 solradier.

Det faktum att VY CMa är innesluten i en nebulosa av materia som matas ut av samma stjärna är ansvarig för stjärns 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 solradier) i konstellationen av skölden och av Westerlund 1-26 (2544 solradier enligt vissa, 1500 enligt andra) i konstellationen Ara.

Massa

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

VY CMa förlorar massan med en hastighet av 6 × 10 ^ −4 solmassor varje år, och räknar inte med våldsamma massutkast som uppstår ofta. På detta sätt bildas nebulan som omger stjärnan.

Temperatur och ljusstyrka

Temperaturen på VY Canis Majoris beräknas till 4000 K och en ljusstyrka mellan 200 000 och 560 000 gånger solen. Ljusstyrkan motsvarar kraften (energi per tidsenhet) som stjärnan släpper ut i rymden.

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

Temperaturen och ljusstyrkan hos VY Canis Majoris placerar den i det övergripande området i HR-stjärnklassificeringsdiagrammet.

Bild 3. HR-diagram över stjärnorna. Röda supergiganter och hypergiganter som VY Canis Majoris är längst upp till höger. Källa: Wikimedia Commons.

HR- eller Hertzsprung-Russell-diagrammet är en graf över stjärnornas ljusstyrka som en funktion av deras temperatur. Stjärnens position i detta diagram indikerar dess evolutionära tillstånd och beror på dess ursprungliga massa.

Stjärnorna som konsumerar väte för att bilda helium i sina kärnor är de som är i huvudsekvensen (huvudsekvensen), diagonalen i diagrammet. 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 slut på väte. De vandrade sedan mot den evolutionära linjen för de röda supergigantiska och hypergigantiska stjärnorna, uppe till höger på diagrammet.

Med tiden (naturligtvis astronomiska) blir stjärnor som solen vita dvärgar, och flyttar ner HR-diagrammet. Och röda supergiganter 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 de andra kända elementen.

Stjärnstrukturen är mer eller mindre densamma för alla: en kärna där fusionsreaktioner äger rum, ett mellanliggande skikt som kallas manteln eller kuvertet, och det yttre lagret eller stjärnstämningen. Med tiden förändras tjockleken och egenskaperna hos dessa lager.

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

Bild 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 inträffar, såsom vätgasutarmning, råder tyngdkraften och stjärnkärnan börjar kollapsa, vilket genererar stora mängder värme.

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

Och om stjärnans initiala massa var större än 8 solmassor, blir den en supergiant eller en hypergiant, som VY Canis Majoris.

Hypergianta stjärnor är sällsynta i universum, såvida vi inte vet om. Det finns blå, vita, gula, röda … Skillnaden i färg 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, eftersom när det bränner tyngre element, ett yttersta lagret av det mindre täta elementet bränns före rester, som ses i figuren.

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

Bild 5. "Lök" skiktad struktur av en stjärna i dess sista utvecklingsstadium. Källa: European Southern Observatory.

Bildande och evolution

Som alla stjärnor måste VY Canis Majoris ha bildats tack vare tyngdkraften som tog hand om att kompaktera gasen och kosmiskt damm till ett enormt moln.

När det händer ökar temperaturen tills stjärnens kärnreaktor startar. Sedan uppstår den hydrostatiska jämvikten mellan krafterna som nämns ovan: den kompakterande gravitationen och trycket från kärnan vill expandera stjärnan.

Vid denna punkt och alltid enligt dess massa är stjärnan belägen i huvudsekvensen. För VY Canis Majoris borde det ha varit till vänster om diagrammet, i området för de blå jättestjärnorna, men när vätet var uttömt, övergick det till hypergiganternas evolutionära linje.

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

Jämförelse med solen

Följande bild visar en jämförelse mellan storleken på VY Canis Majoris och Solen. Inte bara skiljer de sig åt i storlek, massa och temperatur, utan de båda evolutionära linjerna är mycket olika.

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

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

Den har fortfarande lika många kvar, men genom sin massa kommer solen att avsluta sina dagar som en vit dvärg, medan VY Canis Majoris möjligen kommer att 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. Den stellar evolutionen. Vaeliada. Återställd från: Google Böcker.
4. Paolantonio, S. Den anmärkningsvärda variabla stjärnan VY Canis Majoris. Återställd från: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fusion i universum: var dina smycken kommer ifrån. Återställd från: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Röd supergiant. Återställd från: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Återställd från: en.wikipedia.org.