VY CANIS MAJORIS: DESCOPERIRE, CARACTERISTICI, STRUCTURĂ, FORMARE ȘI EVOLUȚIE - ARTE - 2025

VY Canis Majoris este o stea în constelația Canis Majoris sau Can Mayor, unde se găsește și Sirius. VY Canis Majoris se află la aproximativ 4.900 de ani lumină de Pământ și este vizibil cu binoclurile și telescoapele, afișând o culoare roșie distinctivă.

Primele observații ale VY Canis Majoris (VY CMa) datează de la începutul secolului al XIX-lea. Acestea se datorează astronomului francez Joseph DeLalande în 1801, care a clasificat-o ca o stea cu magnitudine 7.

Figura 1. VY Canis Majoris în constelația Orion, este o stea cu o rază de mii de ori mai mare decât cea a Soarelui, este înconjurată de o nebuloasă formată din material pe care steaua însuși îl aruncă continuu. Sursa: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

Odată cu îmbunătățirea designului telescopului, astronomii de la începutul secolului XX au realizat rapid cât de unică este VY CMa, datorită luminozității sale variabile și învăluită într-o nebuloasă complexă, plină de aglomerații și condens.

Din acest motiv de ceva timp s-a crezut că este mai degrabă un sistem de stele. Această idee este în prezent în afara problemei, deși unii astronomi susțin că există cel puțin un însoțitor.

Observațiile indică faptul că VY CMa este extrem de luminos și de dimensiuni excepționale, de mii de ori mai mare decât Soarele. Într-o astfel de măsură încât, dacă și-ar lua locul, steaua s-ar extinde până pe orbita lui Saturn.

VY CMa este cu siguranță într-un stadiu extrem de instabil, care preced sfârșitul vieții sale, deoarece steaua își varsă rapid straturile exterioare și le aruncă în spațiu, unde se răspândesc ca o nebuloasă în jurul ei.

De aceea, astronomii nu exclud posibilitatea ca VY CMa să sufere un focar de supernova într-un timp scurt.

caracteristici

Astronomii sunt foarte interesați să studieze o stea la fel de unică ca VY CMa, deoarece informațiile sale sunt decisive în studiul evoluției stelare.

VY CMa se caracterizează prin a fi printre stelele cu cea mai mare rază și este, de asemenea, una dintre cele mai luminoase. Este, de asemenea, printre cele mai masive dintre stelele supergigante roșii, stele care au parcurs deja un drum lung în viața lor stelară.

VY CMa este, de asemenea, fascinant, deoarece se așteaptă ca zilele sale să se încheie brusc, într-o mare explozie de supernova. Să ne uităm la câteva dintre detaliile mai interesante:

Locație

VY CMa este vizibil de pe Pământ în constelația Canis Major, aproape de Sirius și constelația Orion. Se află între 3.900 și 4.900 de ani lumină de pe Pământ.

Nu este ușor să stabiliți cu exactitate distanța, în primul rând pentru că steaua nu este aproape și, în al doilea rând, pentru că țipă continuu material. Prin urmare, este învelit într-o nebuloasă (a se vedea figura 1) care face dificilă observarea atmosferei stelei și îngreunează realizarea unor estimări exacte.

Figura 2. Constelația Can Major și VY CMa au înconjurat în roșu, în apropiere de NGC 2362, un cluster deschis umplut cu stele și stele tinere în formare. Sursa: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Torsten Bronger.derivative: Kxx.

Variabilitate

Până în 1931 era deja un fapt că VY CMa experimenta variații notabile în luminozitatea sa, astfel încât a fost descrisă ca o stea variabilă de lungă durată.

Deși este foarte luminos, mărimea sa absolută este cuprinsă între -9,5 și -11,5. Comparați Sirius, care are magnitudine -1,6, și Soarele, cel mai strălucit obiect văzut de pe Pământ, la -26,7.

Pentru a identifica stele variabile, astronomii le atribuie un nume format dintr-una sau o pereche de litere majuscule, urmate de numele constelației în care se găsesc.

La prima variabilă descoperită i se atribuie litera R, la următoarea S și așa mai departe. Când literele sunt terminate, o secvență începe cu RR, RS și așa mai departe, astfel încât VY CMa este numărul 43 printre stelele variabile ale lui Can Major.

Și de ce VY CMa sau alte stele experimentează schimbări în luminozitatea lor? Poate se datorează faptului că steaua își schimbă luminozitatea, datorită contracțiilor și expansiunilor. Un alt motiv poate fi prezența unui alt obiect care îl eclipsează temporar.

Radio

Unii astronomi estimează raza VY CMa până la 3.000 de ori mai mare decât raza Soarelui. Alte estimări mai conservatoare indică o dimensiune de 600 de raze solare, deși cele mai recente măsurători o plasează la 1.420 de raze solare.

Faptul că VY CMa este învăluit într-o nebuloasă a materiei ejectate de aceeași stea este responsabil pentru raza variabilă a stelei. O cifră care până acum este încă în discuție.

Pentru o vreme, VY CMa a fost cea mai mare stea cunoscută. Astăzi este depășit de UY Scuti (1708 de radiații solare) în constelația Scutului și de Westerlund 1-26 (2544 de raze solare conform unora, 1500 conform altora) în constelația Ara.

Masa

Nu neapărat pentru că este o stea mare, este cea mai masivă stea dintre toate. Din temperatura și magnitudinea (bolometrică) se estimează că masa curentă a VY CMa este de 17 ± 8 mase solare (masa Soarelui este de 1.989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa pierde masă în proporție de 6 × 10 ^ −4 mase solare în fiecare an, fără a număra ejectările violente de masă care apar frecvent. În acest fel se formează nebuloasa care înconjoară steaua.

Temperatură și luminozitate

Temperatura VY Canis Majoris este estimată la 4000 K și o luminozitate între 200.000 și 560.000 de ori mai mare decât cea a Soarelui. Luminozitatea este echivalentă cu puterea (energie pe unitate de timp) emisă de stea în spațiu.

Luminozitatea Soarelui este folosită ca referință și unitate pentru a măsura puterea obiectelor astronomice. O (1) luminozitate solară este egală cu 3.828 × 10 ^ 26 wați.

Temperatura și luminozitatea VY Canis Majoris o plasează în regiunea supergiantă a diagramei de clasificare stelară HR.

Figura 3. Diagrama HR a stelelor. Supergiganții roșii și hipergiști precum VY Canis Majoris se află în partea dreaptă sus. Sursa: Wikimedia Commons.

Diagrama HR sau Hertzsprung-Russell este un grafic al luminozității stelelor în funcție de temperatura lor. Poziția unei stele din această diagramă indică starea ei evolutivă și depinde de masa sa inițială.

Stelele care consumă hidrogen pentru a forma heliu în nucleul lor sunt cele care se află în secvența principală (secvența principală), diagonala diagramei. Soarele nostru este acolo, în timp ce Proxima Centauri este în partea dreaptă jos, deoarece este mai rece și mai mic.

În schimb, Betelgeuse, Antares și VY CMa au părăsit secvența principală, deoarece au rămas deja fără hidrogen. Au migrat apoi către linia evolutivă a stelelor supergigante roșii și hipergiantelor, în dreapta sus a diagramei.

De-a lungul timpului (astronomice, bineînțeles) stele ca Soarele devin pitici albe, deplasându-se în jos pe diagrama HR. Și supergiganții roșii își încheie zilele ca supernove.

Structura

În mare parte, stelele sunt sfere uriașe de gaz alcătuite din hidrogen și heliu, însoțite de urme ale celorlalte elemente cunoscute.

Structura stelelor este mai mult sau mai puțin aceeași pentru toți: un nucleu în care au loc reacții de fuziune, un strat intermediar numit manta sau plic și stratul exterior sau atmosfera stelară. În timp, grosimea și caracteristicile acestor straturi se schimbă.

Există două forțe care mențin steaua coezivă: pe de o parte, atracția gravitațională care tinde să o comprimeze, iar pe de altă parte, presiunea generată din miez prin reacțiile de fuziune, care o extinde.

Figura 4. O stea se află în echilibru hidrostatic atunci când gravitația care tinde să o comprime este echilibrată de presiunea de fuziune care o extinde. Sursa: F. Zapata.

Când apare un dezechilibru, cum ar fi epuizarea hidrogenului, gravitatea prevalează și miezul stelei începe să se prăbușească, generând cantități mari de căldură.

Această căldură este transmisă straturilor adiacente și dă naștere la noi reacții de fuziune care redau temporar echilibrul stelei. Însă, în proces, straturile exterioare se extind violent și steaua se umflă, transformându-se într-un uriaș roșu.

Și dacă masa inițială a stelei a fost mai mare de 8 mase solare, atunci devine un supergiant sau un hipergiant, precum VY Canis Majoris.

Stelele hipergiante sunt rare în univers, dacă nu știm. Există albastru, alb, galben, roșu … Diferența de culoare se datorează temperaturii, cele albastre sunt mai calde, iar cele roșii sunt mai reci.

Pe măsură ce stelele se apropie de sfârșitul evoluției lor, ele dobândesc o structură stratificată de ceapă, deoarece pe măsură ce ardeți elemente mai grele, un strat exterior al elementului mai puțin dens a ars înainte de a rămâne, așa cum se vede în figură.

De aceea, în VY Canis Majoris au fost detectați compuși chimici de cea mai diversă natură.

Figura 5. Structura stratificată „ceapă” a unei stele în stadiul său final de evoluție. Sursa: European Southern Observatory.

Formarea și evoluția

Ca toate stelele, VY Canis Majoris trebuie să se fi format datorită gravitației având grijă să compacteze gazul și praful cosmic într-un nor imens.

Așa cum se întâmplă, temperatura crește până la pornirea reactorului nuclear al stelei. Atunci apare echilibrul hidrostatic între forțele menționate mai sus: gravitația de compactare și presiunea din miez doresc să extindă steaua.

În acest moment și întotdeauna în funcție de masa sa, steaua este situată în secvența principală. Pentru VY Canis Majoris ar fi trebuit să se afle în stânga diagramei, în regiunea stelelor uriașe albastre, dar odată epuizat hidrogenul, acesta a trecut la linia evolutivă a hipergiștilor.

Astfel de stele masive își termină adesea zilele într-o explozie de supernova, după cum am spus. Dar, de asemenea, pot suferi pierderi de masă și pot deveni un gigant albastru, cel puțin pentru o perioadă scurtă de timp, încheindu-și zilele ca o stea neutronă sau o gaură neagră.

Comparație cu Soarele

Următoarea imagine arată o comparație între dimensiunile VY Canis Majoris și Soare. Nu numai că acestea diferă ca mărime, masă și temperatură, dar liniile evolutive ale ambelor sunt foarte diferite.

Figura 6. Mărimea comparativă între Soare, inclusiv orbita Pământului (în dreptunghi) și VY Canis Majoris. Sursa: Wikimedia Commons.

Soarele va ieși în cele din urmă din secvența principală și va deveni un uriaș roșu, răspândindu-se ca mărime dincolo de Pământ. Dar mai este mult de parcurs, întrucât Soarele este abia la jumătatea vieții sale ca o stea stabilă. Există de aproximativ 4.603 miliarde de ani.

Mai rămâne la fel de mulți, dar prin masa sa, Soarele își va încheia zilele ca un pitic alb, în ​​timp ce VY Canis Majoris va face acest lucru într-un mod mult mai spectaculos.

Referințe

1. Asociația Americană a Observatorilor Star variabili. VY Canis Majoris. Recuperat de la: aavso.org.
2. Carroll, B. O introducere în astrofizica modernă. 2a. Ediție. Pearson.
3. Martínez, D. Evoluția stelară. Vaeliada. Recuperat din: Google Cărți.
4. Paolantonio, S. Remarcabila stea variabilă VY Canis Majoris. Recuperat din: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fusion in Univers: de unde vin bijuteriile tale. Recuperat de la: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Supergiant roșu. Recuperat de la: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Recuperat de la: en.wikipedia.org.