VY CANIS MAJORIS: ОТКРЫТИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРОЕНИЕ, ФОРМИРОВАНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ - ARTE - 2025

VY Canis Majoris - звезда в созвездии Canis Majoris или Can Mayor, где также находится Сириус. VY Canis Majoris находится на расстоянии около 4900 световых лет от Земли и виден в бинокли и телескопы и имеет характерный красный цвет.

Первые наблюдения VY Canis Majoris (VY CMa) относятся к началу 19 века. Они созданы французским астрономом Жозефом ДеЛаландом в 1801 году, который классифицировал ее как звезду 7-й величины.

Рисунок 1. VY Canis Majoris в созвездии Ориона - звезда с радиусом в тысячи раз большим, чем у Солнца, она окружена туманностью, состоящей из материала, который сама звезда непрерывно отбрасывает. Источник: Wikimedia Commons. Джуди Шмидт.

С улучшением конструкции телескопа астрономы в начале 20-го века быстро осознали, насколько уникальна VY CMa, благодаря своей переменной яркости и окутанной сложной туманностью, полной сгустков и конденсаций.

По этой причине некоторое время считалось, что это скорее звездная система. Об этой идее в настоящее время не может быть и речи, хотя некоторые астрономы утверждают, что есть по крайней мере один компаньон.

Наблюдения показывают, что VY CMa чрезвычайно яркая и имеет исключительный размер, в тысячи раз больше Солнца. До такой степени, что, если бы она заняла свое место, звезда простиралась бы до орбиты Сатурна.

VY CMa определенно находится в крайне нестабильной стадии, предшествующей концу своей жизни, поскольку звезда быстро сбрасывает свои внешние слои и выбрасывает их в космос, где они распространяются вокруг нее подобно туманности.

Вот почему астрономы не исключают возможность того, что VY CMa в скором времени испытает вспышку сверхновой.

характеристики

Астрономы очень заинтересованы в изучении такой уникальной звезды, как VY CMa, потому что информация о ней имеет решающее значение при изучении звездной эволюции.

VY CMa характеризуется тем, что входит в число звезд с наибольшим радиусом, а также является одной из самых ярких. Это также одна из самых массивных красных звезд-сверхгигантов, звезд, которые уже прошли долгий путь в своей звездной жизни.

VY CMa интересен еще и тем, что ожидается, что его дни внезапно закончатся взрывом большой сверхновой. Давайте посмотрим на некоторые из наиболее интересных деталей:

Расположение

VY CMa виден с Земли в созвездии Большого Пса, недалеко от Сириуса и созвездия Ориона. Он находится между 3900 и 4900 световыми годами от Земли.

Точно установить расстояние непросто, во-первых, потому что звезда не близка, а во-вторых, потому что она непрерывно извергает материал. Поэтому она окутана туманностью (см. Рис. 1), что затрудняет просмотр атмосферы звезды и затрудняет точные оценки.

Рис. 2. Созвездие Can Major и VY CMa обведены красным кружком рядом с NGC 2362, рассеянным скоплением, заполненным молодыми звездами и звездами в стадии формирования. Источник: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Торстен Бронгер. Производное произведение: Kxx.

Изменчивость

К 1931 году уже было фактом, что VY CMa испытывала заметные изменения своей яркости, так что ее описали как долгопериодическую переменную звезду.

Хотя он очень яркий, его абсолютная величина колеблется от -9,5 до -11,5. Сравните Сириус, величина которого составляет -1,6, и Солнце, самый яркий объект, наблюдаемый с Земли, с -26,7.

Чтобы идентифицировать переменные звезды, астрономы присваивают им имя, состоящее из одной или пары заглавных букв, за которыми следует название созвездия, в котором они находятся.

Первой обнаруженной переменной присваивается буква R, следующей - S и так далее. Когда буквы заканчиваются, последовательность начинается с RR, RS и так далее, так что VY CMa занимает 43-е место среди переменных звезд Can Major.

И почему у VY CMa или других звезд изменяется яркость? Это может быть потому, что звезда меняет свою яркость из-за сжатия и расширения. Другой причиной может быть наличие другого объекта, временно затмевающего его.

Радио

Некоторые астрономы оценивают радиус VY CMa в 3000 раз больше радиуса Солнца. По другим, более консервативным оценкам, его размер составляет 600 солнечных радиусов, хотя по последним измерениям он составляет 1420 солнечных радиусов.

Тот факт, что VY CMa окружен туманностью из вещества, выброшенной той же самой звездой, ответственен за переменный радиус звезды. Цифра, которая до сих пор все еще обсуждается.

Некоторое время VY CMa была самой большой известной звездой. Сегодня его превосходит UY Scuti (1708 солнечных радиусов) в созвездии Щита и Вестерлунд 1-26 (2544 солнечных радиуса, по одним данным, 1500 по другим) в созвездии Ара.

масса

Не обязательно потому, что это большая звезда, это самая массивная звезда из всех. По температуре и величине (болометрической) было оценено, что текущая масса VY CMa составляет 17 ± 8 масс Солнца (масса Солнца составляет 1.989 × 10 ^ 30 кг).

VY CMa теряет массу со скоростью 6 × 10 ^ −4 солнечных масс каждый год, не считая сильных выбросов массы, которые происходят часто. Таким образом образуется туманность, окружающая звезду.

Температура и светимость

Температура VY Canis Majoris оценивается в 4000 К и светимость в 200-50000 раз больше, чем у Солнца. Светимость эквивалентна мощности (энергии в единицу времени), излучаемой звездой в космос.

Светимость Солнца используется в качестве эталона и единицы измерения мощности астрономических объектов. Одна (1) солнечная светимость равна 3828 × 10 ^ 26 Вт.

Температура и светимость VY Canis Majoris помещают его в область сверхгигантов на диаграмме классификации звезд HR.

Рисунок 3. HR-диаграмма звезд. Красные сверхгиганты и гипергиганты, такие как VY Canis Majoris, вверху справа. Источник: Wikimedia Commons.

Диаграмма HR или Герцшпрунга-Рассела представляет собой график зависимости светимости звезд от их температуры. Положение звезды на этой диаграмме указывает на ее эволюционное состояние и зависит от ее начальной массы.

Звезды, которые потребляют водород для образования гелия в своем ядре, - это звезды, которые находятся в главной последовательности (главной последовательности), диагонали диаграммы. Наше Солнце находится там, а Проксима Центавра находится внизу справа, потому что оно холоднее и меньше.

Вместо этого Бетельгейзе, Антарес и VY CMa покинули главную последовательность, потому что у них уже закончился водород. Затем они переместились к эволюционной линии красных сверхгигантов и звезд-гипергигантов в правом верхнем углу диаграммы.

Со временем (астрономическим, конечно) звезды, подобные Солнцу, становятся белыми карликами, двигаясь вниз по диаграмме HR. А красные сверхгиганты заканчивают свои дни как сверхновые.

Структура

Звезды в основном представляют собой огромные газовые сферы, состоящие по большей части из водорода и гелия, сопровождаемые следами других известных элементов.

Структура звезд более или менее одинакова для всех: ядро, в котором происходят реакции синтеза, промежуточный слой, называемый мантией или оболочкой, и внешний слой или звездная атмосфера. Со временем толщина и характеристики этих слоев меняются.

Есть две силы, которые удерживают звезду сплоченной: с одной стороны, гравитационное притяжение, которое стремится сжимать ее, а с другой - давление, создаваемое ядром в результате реакций синтеза, которое расширяет его.

Рис. 4. Звезда находится в гидростатическом равновесии, когда сила тяжести, стремящаяся сжимать ее, уравновешивается давлением термоядерного синтеза, которое ее расширяет. Источник: Ф. Сапата.

Когда возникает дисбаланс, такой как истощение водорода, преобладает гравитация, и ядро ​​звезды начинает коллапсировать, выделяя большое количество тепла.

Это тепло передается соседним слоям и вызывает новые реакции синтеза, которые временно восстанавливают баланс звезды. Но при этом внешние слои сильно расширяются, и звезда раздувается, превращаясь в красного гиганта.

А если начальная масса звезды была больше 8 масс Солнца, то она становится сверхгигантом или гипергигантом, как VY Canis Majoris.

Гипергигантские звезды - редкость во Вселенной, если мы не знаем об этом. Есть синий, белый, желтый, красный … Разница в цвете обусловлена ​​температурой, синие горячее, а красные холоднее.

Когда звезды приближаются к концу своей эволюции, они приобретают слоистую структуру лука, потому что, когда он сжигает более тяжелые элементы, внешний слой менее плотного элемента, сгоревшего до этого, остается, как показано на рисунке.

Поэтому у VY Canis Majoris обнаружены химические соединения самой разнообразной природы.

Рис. 5. "Луковичная" слоистая структура звезды на завершающей стадии эволюции. Источник: Европейская южная обсерватория.

Становление и эволюция

Как и все звезды, VY Canis Majoris, должно быть, образовались благодаря гравитации, которая смогла сжать газ и космическую пыль в огромное облако.

Как это бывает, температура увеличивается, пока не запустится ядерный реактор звезды. Затем возникает гидростатический баланс между силами, упомянутыми ранее: уплотняющая сила тяжести и давление ядра стремятся расширить звезду.

В этой точке и всегда в соответствии со своей массой звезда находится в главной последовательности. Для VY Canis Majoris он должен был находиться слева от диаграммы, в области голубых звезд-гигантов, но как только водород был исчерпан, он перешел к эволюционной линии гипергигантов.

Как мы уже говорили, такие массивные звезды часто заканчивают свои дни взрывом сверхновой. Но они также могут ощутить потерю массы и стать голубым гигантом, по крайней мере, на короткое время, закончив свои дни в качестве нейтронной звезды или черной дыры.

Сравнение с Солнцем

На следующем изображении показано сравнение размеров VY Canis Majoris и Солнца. Они не только различаются по размеру, массе и температуре, но и линии эволюции обоих очень разные.

Рис. 6. Сравнительный размер Солнца, включая орбиту Земли (в прямоугольнике), и VY Canis Majoris. Источник: Wikimedia Commons.

Солнце в конечном итоге вырвется из главной последовательности и станет красным гигантом, распространяющимся за пределы Земли. Но впереди еще долгий путь, поскольку Солнце едва ли составляет половину своей жизни в качестве стабильной звезды. Он существует около 4,603 миллиарда лет.

У него еще осталось столько же, но, учитывая его массу, Солнце закончит свои дни в виде белого карлика, в то время как VY Canis Majoris, возможно, сделает это гораздо более впечатляющим образом.

Ссылки

1. Американская ассоциация наблюдателей переменных звезд. VY Canis Majoris. Получено с: aavso.org.
2. Кэрролл Б. Введение в современную астрофизику. Второй. Издание. Пирсон.
3. Мартинес, Д. Звездная эволюция. Ваэлиада. Получено из: Google Книги.
4. Паолантонио, С. Замечательная переменная звезда VY Canis Majoris. Получено с: historyiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Ребуско, П. Фьюжн во Вселенной: откуда берутся ваши украшения. Получено с: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Красный сверхгигант. Получено с: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Получено с: en.wikipedia.org.