VY CANIS MAJORIS: ОТКРИТИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФОРМИРАНЕ И ЕВОЛЮЦИЯ - ARTE - 2024

VY Canis Majoris е звезда в съзвездието Canis Majoris или Can Mayor, където също е открит Сириус. VY Canis Majoris се намира на около 4900 светлинни години от Земята и се вижда с бинокли и телескопи, показващи отличителен червен цвят.

Първите наблюдения на VY Canis Majoris (VY CMa) датират от началото на 19 век. Те се дължат на френския астроном Джоузеф Делаланд през 1801 г., който го класифицира като звезда с магнитуд 7.

Фигура 1. VY Canis Majoris в съзвездието Орион, е звезда с радиус хиляди пъти по-голям от този на Слънцето, тя е заобиколена от мъглявина, състояща се от материал, който самата звезда непрекъснато хвърля. Източник: Wikimedia Commons. Джуди Шмит.

С подобрения в дизайна на телескопа астрономите в началото на 20-ти век бързо разбраха колко уникална е VY CMa, благодарение на различната си яркост и обвити в сложна мъглявина, пълна с бучки и конденз.

Поради тази причина известно време се смяташе, че това е по-скоро звездна система. Понастоящем тази идея не е в ход, въпреки че някои астрономи твърдят, че има поне един спътник.

Наблюденията показват, че VY CMa е изключително светещ и с изключителни размери, хиляди пъти по-голям от Слънцето, до такава степен, че ако заеме мястото си, звездата ще се разпростре до орбитата на Сатурн.

VY CMa определено е в силно нестабилен етап, който предхожда края на живота си, тъй като звездата бързо хвърля външните си слоеве и ги изхвърля в космоса, където те се разпространяват като мъглявина около нея.

Ето защо астрономите не изключват възможността VY CMa да претърпи огнище на свръхнова за кратко време.

характеристики

Астрономите са много заинтересовани да изучават една звезда, уникална като VY CMa, защото нейната информация е определяща при изследването на звездната еволюция.

VY CMa се характеризира с това, че е сред звездите с най-голям радиус и е също така една от най-светещите. Освен това е сред най-масовите от червените супергигантски звезди, звезди, които вече са изминали дълъг път в звездния си живот.

VY CMa също е очарователен, защото се очаква дните му да свършат внезапно, при голяма експлозия на свръхнова. Нека разгледаме някои от по-интересните подробности:

местоположение

VY CMa се вижда от Земята в съзвездието Canis Major, близо до Сириус и съзвездието Орион. Намира се между 3900 и 4900 светлинни години от Земята.

Не е лесно точно да се установи разстоянието, първо, защото звездата не е близо и второ, защото непрекъснато шпионира материал. Следователно той е обвит в мъглявина (виж фигура 1), което затруднява виждането на атмосферата на звездата и затруднява извършването на точни оценки.

Фигура 2. Съзвездието Can Major и VY CMa кръжи в червено, близо до NGC 2362, отворен куп, изпълнен с млади звезди и звезди във формация. Източник: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger. Производна работа: Kxx.

променливост

До 1931 г. вече е факт, че VY CMa изпитва забележителни изменения в своята яркост, така че е описана като променлива звезда за дълъг период.

Въпреки че е много ярък, неговата абсолютна величина варира между -9.5 и -11.5. Сравнете Сириус с магнитуд -1,6 и Слънцето, най-яркият обект, наблюдаван от Земята, при -26,7.

За да идентифицират променливи звезди, астрономите им присвояват име, състоящо се от една или двойка главни букви, последвано от името на съзвездието, в което са намерени.

На първата открита променлива е присвоена буквата R, на следващата S и т.н. Когато буквите са готови, започва последователност с RR, RS и така нататък, така че VY CMa е номер 43 сред променливите звезди на Can Major.

И защо VY CMa или други звезди изпитват промени в своята яркост? Възможно е, защото звездата променя светимостта си, поради контракции и разширения. Друга причина може да е наличието на друг обект, който временно го затъмнява.

радио

Някои астрономи оценяват радиуса на VY CMa до 3000 пъти по-голям от радиуса на Слънцето. Други по-консервативни оценки сочат към размер на 600 слънчеви радиуса, въпреки че най-новите измервания го поставят на 1420 слънчеви радиуса.

Фактът, че VY CMa е обвит в мъглявина от материя, изхвърлена от една и съща звезда, е отговорен за променливия радиус на звездата. Фигура, която досега все още се обсъжда.

За известно време VY CMa беше най-голямата известна звезда. Днес той е надминат от UY Scuti (1708 слънчеви радиуса) в съзвездието на Щита и от Westerlund 1-26 (2544 слънчеви радиуса според някои, 1500 според други) в съзвездието Ара.

маса

Не е задължително, защото е голяма звезда, тя е най-масивната звезда от всички. От температурата и величината (болометрична) се изчислява, че текущата маса на VY CMa е 17 ± 8 слънчеви маси (масата на Слънцето е 1,989 × 10 ^ 30 кг).

VY CMa губи маса със скорост 6 × 10 ^ −4 слънчеви маси всяка година, без да брои насилващите изхвърляния на маса, които се случват често. По този начин се образува мъглявината, която заобикаля звездата.

Температура и светимост

Температурата на VY Canis Majoris се изчислява на 4000 К и светимостта между 200 000 и 560 000 пъти по-голяма от тази на Слънцето. Светимостта е еквивалентна на мощността (енергия за единица време), излъчвана от звездата в космоса.

Светимостта на Слънцето се използва като еталон и единица за измерване на силата на астрономическите обекти. Една (1) слънчева светимост е равна на 3 828 × 10 ^ 26 вата.

Температурата и светимостта на VY Canis Majoris го поставят в свръхгигантния регион на класическата диаграма на звездната HR.

Фигура 3. HR диаграма на звездите. Червени супергиганти и хипергиганти като VY Canis Majoris са горе вдясно. Източник: Wikimedia Commons.

Диаграмата HR или Hertzsprung-Russell е графика на светимостта на звездите като функция от тяхната температура. Положението на звезда в тази диаграма показва нейното еволюционно състояние и зависи от нейната първоначална маса.

Звездите, които консумират водород за образуване на хелий в ядрото си, са тези, които са в основната последователност (основна последователност), диагоналът на диаграмата. Нашето Слънце е там, докато Proxima Centauri е долу вдясно, защото е по-студено и по-малко.

Вместо това Betelgeuse, Antares и VY CMa напуснаха основната последователност, тъй като вече са изчерпали водорода. След това мигрираха към еволюционната линия на червените супергигантски и хипергигантски звезди, в горната дясна част на диаграмата.

С течение на времето (астрономически, разбира се) звезди като Слънцето стават бели джуджета, движейки се надолу по HR схемата. А червените супергиганти завършват дните си като свръхнови.

структура

Звездите са основно огромни сфери от газ, съставени от водород и хелий в по-голямата си част, придружени от следи от другите известни елементи.

Структурата на звездите е повече или по-малко еднаква за всички: ядро, където протичат реакции на сливане, междинен слой, наречен мантия или обвивка, и външният слой или звездната атмосфера. С течение на времето дебелината и характеристиките на тези слоеве се променят.

Има две сили, които поддържат звездата сплотена: от една страна, гравитационното привличане, което има склонност да го компресира, и от друга, налягането, генерирано от ядрото чрез реакции на синтез, което го разширява.

Фигура 4. Една звезда е в хидростатично равновесие, когато гравитацията, която има склонност да я компресира, се балансира от налягането на синтеза, което я разширява. Източник: Ф. Сапата.

Когато възникне дисбаланс, като изчерпване на водорода, гравитацията надделява и сърцевината на звездата започва да се разпада, генерирайки големи количества топлина.

Тази топлина се предава на съседните слоеве и поражда нови реакции на синтез, които временно възстановяват баланса на звездата. Но в процеса най-външните слоеве се разширяват силно и звездата набъбва, превръщайки се в червен гигант.

И ако първоначалната маса на звездата е била по-голяма от 8 слънчеви маси, тогава тя се превръща в свръхгигант или хипергигант, като VY Canis Majoris.

Хипергигантските звезди са рядкост във Вселената, освен ако не знаем за тях. Има синьо, бяло, жълто, червено… Разликата в цвета се дължи на температурата, сините са по-горещи, а червените - по-студени.

Когато звездите се приближават до края на своята еволюция, те придобиват слоеста от лук структура, тъй като докато изгарят по-тежки елементи, най-външният слой от по-малко плътния елемент изгаря преди да остане, както се вижда на фигурата.

Ето защо във VY Canis Majoris са открити химически съединения от най-разнообразен характер.

Фигура 5. Слоеста структура на „лук“ на звезда в последния й етап на еволюция. Източник: Европейска южна обсерватория.

Формиране и еволюция

Както всички звезди, VY Canis Majoris трябва да се е образувал благодарение на гравитацията, като се грижи за уплътняването на газовия и космическия прах в огромен облак.

Както се случва, температурата се повишава, докато стартира ядреният реактор на звездата. Тогава възниква хидростатичното равновесие между споменатите по-горе сили: уплътняващата гравитация и налягането от ядрото иска да разшири звездата.

В този момент и винаги според своята маса звездата се намира в основната последователност. За VY Canis Majoris трябваше да е вляво от диаграмата, в района на звездите на синия гигант, но след като водородът се изчерпи, той премина към еволюционната линия на хипергигантите.

Такива масивни звезди често завършват дните си в експлозия на свръхнова, както казахме. Но те също могат да преживеят масови загуби и да станат син гигант, поне за кратко време, завършвайки дните си като неутронна звезда или черна дупка.

Сравнение със Слънцето

Следващото изображение показва сравнение между размерите на VY Canis Majoris и Слънцето. Те не само се различават по размер, маса и температура, но и еволюционните линии на двете са много различни.

Фигура 6. Сравнителен размер между Слънцето, включително земната орбита (в правоъгълника) и VY Canis Majoris. Източник: Wikimedia Commons.

В крайна сметка Слънцето ще избухне от основната последователност и ще се превърне в червен гигант, разпространявайки се по размер извън Земята. Но все още има дълъг път, тъй като Слънцето едва е половината от живота си като стабилна звезда. Той съществува от около 4.603 милиарда години.

Все още има още толкова много, но поради своята маса, Слънцето ще приключи дните си като бяло джудже, докато VY Canis Majoris може да го направи по много по-зрелищен начин.

Препратки

1. Американска асоциация на променливите звездни наблюдатели. VY Canis Majoris. Възстановено от: aavso.org.
2. Карол, Б. Въведение в съвременната астрофизика. 2-ри. Edition. Пиърсън.
3. Мартинес, Д. Звездната еволюция. Vaeliada. Възстановени от: Google Книги.
4. Paolantonio, S. Забележителната променлива звезда VY Canis Majoris. Възстановено от: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fusion във Вселената: откъдето произхождат бижутата ви. Възстановено от: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Червен супергигант. Възстановено от: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Възстановено от: en.wikipedia.org.