VY CANIS MAJORIS: OBJEV, VLASTNOSTI, STRUKTURA, FORMOVÁNÍ A VÝVOJ - ARTE - 2025

VY Canis Majoris je hvězda v souhvězdí Canis Majoris nebo Can Mayor, kde se také nachází Sirius. VY Canis Majoris je od Země vzdálený asi 4900 světelných let a je viditelný dalekohledem a dalekohledem, který vykazuje výraznou červenou barvu.

První pozorování VY Canis Majoris (VY CMa) pochází z počátku 19. století. Jsou způsobeny francouzským astronomem Josephem DeLalandem v roce 1801, který jej klasifikoval jako hvězdu o velikosti 7.

Obrázek 1. VY Canis Majoris v souhvězdí Orionu je hvězdou s tisíckrát větším poloměrem než Slunce, je obklopena mlhovinou sestávající z materiálu, který sama hvězda neustále vrhá. Zdroj: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

S vylepšeními v designu dalekohledů si astronomové na začátku 20. století rychle uvědomili, jak jedinečný je VY CMa, díky variabilnímu jasu a zahalenému do komplexní mlhoviny, plné shluků a kondenzací.

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

Z pozorování vyplývá, že VY CMa je ​​mimořádně světelný a výjimečně veliký, tisíckrát větší než Slunce. Do té míry, že pokud by zaujala své místo, hvězda by sahala až k Saturnově oběžné dráze.

VY CMa je ​​rozhodně ve velmi nestabilní fázi, která předchází konci jejího života, protože hvězda rychle prolíná své vnější vrstvy a vrhá je do vesmíru, kde se kolem ní rozprostírají jako mlhovina.

Proto astronomové nevylučují možnost, že VY CMa podstoupí v krátkém čase propuknutí supernovy.

vlastnosti

Astronomové se velmi zajímají o studium hvězdy tak jedinečné 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 nejsvětlejší. Patří také mezi nejmasivnější červené supergiantní hvězdy, hvězdy, které již ve svém hvězdném životě prošly dlouhou cestu.

VY CMa je ​​také fascinující, protože se očekává, že její dny se náhle skončí při velké explozi supernovy. Podívejme se na některé ze zajímavějších podrobností:

Umístění

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

Není snadné přesně stanovit vzdálenost, jednak proto, že hvězda není blízko, a za druhé proto, že je to kontinuálně chrlí materiál. Proto je obalena mlhovinou (viz obrázek 1), což ztěžuje vidět atmosféru hvězdy a ztěžuje přesné odhady.

Obrázek 2. Souhvězdí Can Major a VY CMa kroužili červeně poblíž NGC 2362, otevřený shluk plný mladých hvězd a hvězd ve formaci. Zdroj: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivative work: Kxx.

Variabilita

Již v roce 1931 již bylo skutečností, že VY CMa zažila výrazné odchylky ve své jasnosti, takže byla popsána jako dlouhodobá proměnná hvězda.

Ačkoli 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 ze Země, na -26,7.

K identifikaci proměnných hvězd jim astronomové přiřadí jméno složené z jednoho nebo několika velkých písmen, následované názvem souhvězdí, ve kterém jsou nalezeny.

První objevené proměnné je přiřazeno písmeno R, další S a tak dále. Po dokončení písmen začíná sekvence RR, RS atd., Takže VY CMa je ​​číslo 43 mezi proměnnými hvězdami Can Major.

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

Rádio

Někteří astronomové odhadují, že poloměr VY CMa je ​​až 3000krát větší než poloměr Slunce. Jiné konzervativnější odhady ukazují na velikost 600 poloměrů Slunce, i když poslední měření jej umístí na 1 400 poloměrů Slunce.

Skutečnost, že VY CMa je ​​obalena v mlhovině hmoty vystřelené stejnou hvězdou, je odpovědná za variabilní poloměr hvězdy. O čísle, o kterém se dosud diskutuje.

VY CMa byla na dlouhou dobu největší známou hvězdou. Dnes ji předčí UY Scuti (1708 slunečních poloměrů) v souhvězdí Štítu 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 současná hmotnost VY CMa je ​​17 ± 8 solárních hmot (hmotnost Slunce je 1,989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa každoročně ztrácí hmotu ve výši 6 × 10 ^ −4 solárních hmot, nepočítaje násilné vyhazování hmoty, ke kterému dochází často. Tímto způsobem se vytvoří mlhovina obklopující hvězdu.

Teplota a svítivost

Teplota VY Canis Majoris se odhaduje na 4 000 K a svítivost mezi 200 000 a 560 000 krát vyšší než je Slunce. Svítivost odpovídá energii (energii za jednotku času) emitované hvězdou do vesmíru.

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

Teplota a svítivost VY Canis Majoris ji řadí do supergiantní oblasti diagramu klasifikace hvězdných HR.

Obrázek 3. HR diagram hvězd. Červené supergianty a hypergianty jako VY Canis Majoris jsou vpravo nahoře. Zdroj: Wikimedia Commons.

Diagram HR nebo Hertzsprung-Russell je grafem jasnosti hvězd v závislosti na jejich teplotě. Pozice hvězdy v tomto diagramu ukazuje její evoluční stav a závisí na její počáteční hmotnosti.

Hvězdy, které ve svém jádru spotřebovávají vodík, aby ve svém jádru vytvořily helium, jsou hvězdy, které jsou v hlavní sekvenci (hlavní sekvenci), diagonále diagramu. 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 došli vodík. Poté se přesunuli směrem k evoluční linii červených supergiantních a hypergiantních hvězd v pravé horní části diagramu.

V průběhu času (samozřejmě astronomické) se hvězdy jako Slunce stávají bílými trpaslíky a pohybují se po HR diagramu. A červení supergianti končí své dny jako supernovy.

Struktura

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

Struktura hvězd je víceméně stejná pro všechny: jádro, kde dochází k fúzním reakcím, mezivrstva nazývaná plášť nebo plášť a vnější vrstva nebo hvězdná atmosféra. V průběhu času se tloušťka a vlastnosti těchto vrstev mění.

Existují dvě síly, které udržují soudržnost hvězdy: na jedné straně gravitační přitažlivost, která ji má tendenci komprimovat, a na druhé straně tlak vytvářený z jádra fúzními reakcemi, který ji rozšiřuje.

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 nastane nerovnováha, jako je vyčerpání vodíku, převáží gravitace a jádro hvězdy se začne zhroutit, čímž se vytvoří velké množství tepla.

Toto teplo je přenášeno do sousedních vrstev a vyvolává nové fúzní reakce, které dočasně obnovují rovnováhu hvězdy. V tomto procesu se však nejvzdálenější vrstvy prudce rozšiřují a hvězda se zvětší, čímž se změní v červeného obra.

A pokud počáteční hmota hvězdy byla větší než 8 solárních hmot, pak se z ní stane supergiant nebo hypergiant, jako VY Canis Majoris.

Hypergiantní hvězdy jsou ve vesmíru vzácné, pokud o nich nevíme. Existují modrá, bílá, žlutá, červená… Rozdíl v barvě je způsoben teplotou, modré jsou teplejší a červené chladnější.

Když se hvězdy blíží ke konci svého vývoje, získají vrstevnatou strukturu cibule, protože při spalování těžších elementů vnější vrstva méně hustého prvku shořela před zbytky, jak je vidět na obrázku.

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

Obrázek 5. Vrstevnatá struktura „cibule“ v konečné fázi vývoje. Zdroj: Evropská jižní observatoř.

Formování a evoluce

Stejně jako všechny hvězdy, i VY Canis Majoris se musel tvořit díky gravitaci, která dala pozor na zhutnění plynu a kosmického prachu do obrovského mraku.

Jak se to stane, teplota se zvyšuje až do zahájení jaderného reaktoru hvězdy. Pak se mezi výše uvedenými silami objeví hydrostatická rovnováha: zhutňovací gravitace a tlak z jádra chtějí hvězdu rozšířit.

V tomto bodě a vždy podle své hmotnosti je hvězda umístěna v hlavní posloupnosti. U VY Canis Majoris to mělo být vlevo od diagramu, v oblasti modrých obřích hvězd, ale jakmile byl vodík vyčerpán, přešel na vývojovou linii hypergiantů.

Jak jsme řekli, takové masivní hvězdy často končí své dny výbuchem supernovy. Mohou však také zažít hromadné ztráty a alespoň na krátkou dobu se stát modrým gigantem, který končí 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 vývojové linie obou se velmi liší.

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

Slunce nakonec vypukne z hlavní sekvence a stane se červeným obrem, který se bude šířit i mimo Zemi. Je ale ještě dlouhá cesta, protože Slunce je sotva poloviční život jako stabilní hvězda. Existuje již asi 4 603 miliard let.

Stále zbývá tolik, ale Slunce svou hmotou skončí své dny jako bílý trpaslík, zatímco VY Canis Majoris to možná učiní mnohem působivějším způsobem.

Reference

1. Americká asociace proměnných hvězdných pozorovatelů. VY Canis Majoris. Obnoveno z: aavso.org.
2. Carroll, B. Úvod do moderní astrofyziky. 2. Edice. Pearson.
3. Martínez, D. Hvězdná evoluce. 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 vaše šperky pocházejí. Obnoveno z: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Červený supergiant. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Obnoveno z: en.wikipedia.org.