Betelgeuse

Ilustracja betelguesa. Źródło: Pablo Carlos Budassi, CC BY-SA 4.0, Via Wikimedia Commons

Co to jest Betelgeuse?

Betelgeuse Jest to gwiazda alfa konstelacji Oriona, więc jest również nazywana Alpha Orionis. Jest gwiazdą czerwonego supergigatywnego typu, gwiazd większej objętości, ale niekoniecznie najbardziej masywny.

Pomimo tego, że jest gwiazdą alfa Oriona, betelgeuse z nagim okiem nie jest najjaśniejszym z konstelacji, ponieważ Rigel -beta Orionis- to ta, która najwięcej podkreśla. Jednak w pobliskim spektrum podczerwieni i czerwonym betelgeuse jest tym o największej jasności, co jest bezpośrednio związane z temperaturą powierzchni.

Ta gwiazda była z pewnością zaobserwowana od czasów starożytnych przez pierwszych ludzi, ze względu na jej wielką jasność. W kolejności jasności jest to zwykle najjaśniejsza dziesiąta na nocnym niebie i, jak powiedzieliśmy, drugi w jasności w konstelacji Oriona. 

Chińscy astronomowie w II wieku opisali Betelgeuse jako żółtą gwiazdę. Ale inni obserwatorzy, tacy jak Ptolemeusz, nazywani nim jako pomarańczowy lub czerwonawy. Znacznie później, w XIX wieku, John Herschel zauważył, że jego jasność jest zmienna.

To, co się dzieje, polega na tym, że wszystkie gwiazdy ewoluują, więc ich kolor zmienia się z czasem, ponieważ wydala gaz i kurz z najbardziej powierzchownych warstw. To również zmienia jego jasność.

Charakterystyka betowa

Porównanie wielkości betelgeuse, Mu Cephei, KY Cygni i V354 Cefei. Źródło: FlagAuthor, CC BY-SA 4.0, Via Wikimedia Commons

• Betelgeuse jest charakterystycznym przykładem czerwonej supergiganowej gwiazdy, które charakteryzują się widmem typu K lub M i Luminosity.
• Są to gwiazdy niskiej temperatury; W przypadku betelgeuse szacuje się, że wynosi około 3000 K. Temperatura i kolor są powiązane, na przykład kawałek gorącego żelaza jest żywy czerwony, ale jeśli wzrośnie temperatura, staje się biała.
• Pomimo zaledwie 8 milionów lat.
• Te gigantyczne gwiazdy mają również zmienną jasność. W ostatnich latach jego jasność zmniejszyła się, co martwiło społeczność naukową, chociaż ostatnio ją odzyskuje.

Poniżej jego głównych cech:

• Dystans: Od 500 do 780 lat świetlnych.
• Masa: Między 17 a 25 mas słonecznych.
• Radio: Od 890 do 960 radia słonecznych.
• Jasność: Między 90.000 do 150.000 jasności słonecznej.
• Stan ewolucji: Czerwony supergigent.
• Pozorna wielkość: +0.5 (widzialny) -3.0 (Band J w podczerwieni) -4,05 (K Bandka w podczerwieni).
• Wiek: Od 8 do 10 milionów lat.
• Prędkość promieniowa: +21,0 km/s.

Może ci służyć: fale mechaniczne: cechy, właściwości, wzory, typy

Betelgeuse należy do klasy M, co oznacza, że ​​temperatura jej fotosfery jest stosunkowo niska. Jest klasyfikowany jako typ M1-2 IA-AB.

W tym Diagram Yerkes Klasyfikacji spektralnej sufiks IA-AB oznacza, że ​​jest on supergiancją pośredniej jasności. Widmo świetliste Beteteteuse jest używane jako odniesienie do klasyfikacji innych gwiazd.

Średnica Beteteteuse oblicza się między 860 do 910 milionów kilometrów i była pierwszą gwiazdą, której średnica mierzono za pomocą interferometrii. Średnica ta jest porównywalna z średnią orbity Jowisza, jednak nie jest to największe czerwone supergigacze.

Pomimo dużego rozmiaru, jest on tylko od 10 do 20 razy masywny niż nasze słońce. Ale jego masa jest wystarczająco duża, aby jego gwiezdna ewolucja była szybka, ponieważ czas życia gwiazdy idzie wraz z odwrotnością kwadratu jej masy.

Szkolenie i ewolucja

Betelgeuse, podobnie jak wszystkie gwiazdy, zaczęło się jako ogromna chmura wodoru, helu i kosmicznego pyłu z innymi pierwiastkami chemicznymi, które stały się kondensujące wokół centralnego punktu i zwiększyły jego gęstość masy.

Istnieją dowody, że dzieje się tak w klastrach gwiazd w formacji, zwykle znajdującej się w mgławicy złożonej z zimnej materii międzygwiezdnej i mało gęstego.

IC396 Mgławica z licznymi gwiazdami na etapie formacji. Obraz został wykonany w podczerwieni, ponieważ widmo widzialne jest wchłaniane przez mgławicę. Źródło: NASA/Spitzer.

Formacja gwiazdy, jego życie i śmierć jest wieczną walką między:

• Atrakcja grawitacyjna, która ma tendencję do kondensowania wszelkiej materii w punkcie i
• Indywidualna energia kinetyczna każdej cząstki, która razem wywiera niezbędne ciśnienie, aby uciec i rozwinąć się z punktu przyciągania.

Gdy skurcz oryginalnej chmury jest wytwarzany w kierunku centrum, a Protoestrella To zaczyna emitować promieniowanie.

Przyciąganie grawitacyjne powoduje, że jądra atomowe nabywa energię kinetyczną, ale podczas hamowania w najsilniejszym środku protoestrella, emituj promieniowanie elektromagnetyczne, a tym samym zaczyna świecić.

Kiedy osiągniesz punkt, w którym jądra wodoru są tak odcięte i zdobywają wystarczającą energię kinetyczną, aby przezwyciężyć odpychanie elektrostatyczne, siła silnego przyciągania zaczyna działać. Następnie występuje fuzja jąder.

Może ci służyć: normalny wektor: obliczenia i przykład

W fuzji jądrowej jąder wodoru powstają centra helu i neutronów, z ogromnymi ilościami energii kinetycznej i promieniowania elektromagnetycznego. Wynika to z utraty masy w reakcji jądrowej.

Jest to mechanizm przeciwdziałający ściskaniu grawitacyjnej gwiazdy poprzez ciśnienie kinetyczne i ciśnienie promieniowania. Chociaż gwiazda jest w tej równowadze, mówi się, że jest w głównej sekwencji.

Czerwony Giant Stage

Proces opisany powyżej nie trwa wiecznie, przynajmniej w przypadku bardzo masywnych gwiazd, ponieważ gdy wodór staje się helem, paliwo kończy się.

W ten sposób ciśnienie przeciwdziałające zapadnięciu się grawitacji zmniejsza się, a zatem jądro gwiazdy jest zwarte. W tym samym.

Kiedy tak się dzieje, osiągnięto stan Czerwonego Giganta i tak jest w przypadku Betelgeuse. W ewolucji gwiezdnej masa gwiazdy określa czas życia i śmierci.

Supergigent jak Betelgeuse ma krótki czas na całe życie, bardzo szybko przechodząc przez główną sekwencję, podczas gdy małe masywne czerwone krasnoludy lśnią skromnie przez miliony lat.

Betheteuse jest obliczany w wieku 10 milionów lat i jest uważany za już w końcowych etapach cyklu ewolucyjnego. Uważa się, że za 100.000 lat, jego cykl życia kończy się wielką eksplozją supernowej.

Struktura i skład

Betelgeuse ma gęste jądro otoczone płaszczem i atmosferą, która osiąga średnicę 4,5 razy wyższą niż orbita lądowa. Ale w 2011 roku odkryto, że gwiazda jest otoczona ogromną mgławicą materiału od siebie.

Mgławica otaczająca Betheteuse rozciąga się do 60 miliardów kilometrów od powierzchni gwiazdy, jest to 400 razy większy od promienia orbity Ziemi.

W końcowych etapach czerwone giganci wydalają otaczającą przestrzeń, ogromną ilość w stosunkowo krótkim czasie. Szacuje się, że Betelgeuse wydziela odpowiednik masy słońca w zaledwie 10.000 lat. To tylko chwila w czasach gwiezdnych.

Poniżej znajduje się obraz gwiazdy i jej mgławicy, uzyskanego z teleskopem VLT położonym na wzgórzu paranalnym, Antofagasta, Chile dla ESO (Europejska Organizacja Badań Astronomicznych na półkuli południowej).

Może ci służyć: pierwsze prawo termodynamiki: wzory, równania, przykłady

Na rysunku środkowe czerwone koło jest właściwie gwiazdą betelgeuse, o średnicy czterech i pół razy więcej niż orbita Ziemi. Wtedy czarny dysk odpowiada bardzo jasnego obszaru, który został zamaskowany, aby zobaczyć mgławicę otaczającą gwiazdę, która, jak powiedziano.

Ten obraz został wykonany w zakresie podczerwieni i kolorowej, aby różne regiony mogły być widoczne. Niebieski odpowiada najkrótszym długościom fali i czerwonym do najdłuższego.

Małe czerwone koło w środku to gwiazda betelgeuse, czarne koło to maskowanie ściskającego obszaru. Wokół czarnego okręgu można zobaczyć mgławicę złożoną z materiału wydalonego przez gwiazdę. (Źródło: ESO-VLT)

Elementy obecne w Betelgeuse

Jak każda gwiazda, betelgeuse składa się głównie z wodoru i helu. Ponieważ jednak jest gwiazdą w końcowych fazach, w środku zaczyna syntetyzować inne cięższe elementy w stoliku okresowym.

Obserwacje mgławicy otaczającej betelgeuse, utworzone przez materiał, który rzuca gwiazda, wskazuje na obecność krzemionki i pyłu tlenku glinu. Ten materiał jest tym, który tworzy większość skalistych planet, takich jak Ziemia.

Wskazuje to, że w przeszłości istniały miliony gwiazd podobnych do betelgeuse, które dostarczały materiału, który tworzy skaliste planety naszego Układu Słonecznego, w tym Ziemia.

Tłumienie betelgeuse

Obraz mgławicy otaczającej betelgeuse. Źródło: betelgeuse_vlt.Jpg: eso/vltnebula_around_belgeuse.JPG: ESO/P. Kervelladerivative Prace: Henrykus, CC BY-SA 3.0, Via Wikimedia Commons

W ostatnim czasie Betelgeuse to wiadomość w prasie międzynarodowej, ponieważ na początku października 2019 r. Jego światło zaczęło być osłabiane, za kilka miesięcy.

Na przykład do stycznia 2020 r. Jego jasność spadła w współczynniku 2,5. Jednak na 22 lutego 2020 r. Zatrzymał tłumienie i zaczął odzyskiwać swoją jasność.

To odnosi się do widma widzialnego, jednak w widmie podczerwieni jest jasne, przed eksplozją supernowej. 

Przeciwnie, chodzi o absorpcję i rozproszenie widocznego pasma widma elektromagnetycznego, ze względu na chmurę pyłu, którą sama gwiazda wydalała.

Ta chmura pyłu jest przezroczysta dla podczerwieni, ale nie w przypadku widma widzialnego. Najwyraźniej gruba chmura pyłu otaczająca gwiazda szybko się od niej odchodzi, więc ramię Oriona, mitologiczny łowca, z pewnością pozostanie na niebie.