BETELGEUSE: JELLEMZŐK, KIALAKULÁS, SZERKEZET ÉS ÖSSZETÉTEL - ARTE - 2026

A Betelgeuse az Orion csillagkép alfa-csillaga, ezért nevezik azt is alfa-Orionis-nak. Ez egy vörös szupergárd típusú csillag, a legnagyobb volumenű csillagok, de nem feltétlenül a legtökéletesebb.

Annak ellenére, hogy az Orion alfa-csillaga, Betelgeuse első pillantásra nem a legfényesebb a csillagképben, mivel a Rigel-Beta Orionis- az, amely a legjobban kiemelkedik. Az infravörös és a vörös spektrumban a Betelgeuse a legfényesebb, ez a tény közvetlenül kapcsolódik felületének hőmérsékletéhez.

1. ábra: Orion csillagkép és négy fő csillaga, köztük Betelgeuse. Forrás: Pixabay.

Ezt a csillagot az ősi időkből minden bizonnyal megfigyelték az első emberek, nagy fényességének köszönhetően. A fényerő sorrendje szerint ez általában a tizedik legfényesebb az éjszakai égbolton, és, mint már említettük, a második a fényerőn az Orion csillagképben.

Az 1. századi kínai csillagászok Betelgeuse-t sárga csillagként írták le. Más megfigyelők, mint például Ptolemaiosz narancs vagy vörösesnek hívták. Sokkal később, a 19. század folyamán, John Herschel megfigyelte, hogy fényereje változó.

Ami történik, hogy minden csillag fejlődik, ezért színük idővel megváltozik, mivel ez kilép a gázból és a portól a felületes rétegekből. Ez megváltoztatja a fényerőt is.

Általános tulajdonságok

A Betelgeuse a vörös szuper-csillag jellegzetes példája, amelyet K vagy M spektrumtípusú és I fényerősség jellemzi.

Ezek alacsony hőmérsékletű csillagok; Betelgeuse esetében azt számítják, hogy ez körülbelül 3000 K körül van. A hőmérséklet és a szín összefüggenek, például egy darab forró vas vörösre melegszik, de ha a hőmérséklet megemelkedik, akkor fehéresé válik.

Annak ellenére, hogy csak 8 millió éves volt, Betelgeuse gyorsan fejlődött ki a fő sorrendből, mert nukleáris üzemanyaga elfogyott és megduzzadt a jelenlegi méreteihez.

Ezeknek az óriáscsillagoknak is változó fényereje van. Az utóbbi években fényereje csökkent, ami aggasztja a tudományos közösséget, bár az utóbbi időben felépült.

Itt vannak a fő jellemzői:

- Távolság: 500-780 fényév között.

- Tömeg: 17-25 napenergia tömeg között.

- Sugár: 890–960 napsugár között.

- Fényerő: 90 000 és 150 000 közötti fényerősség.

- Az evolúció állapota: piros szupergáns.

- Látható nagyság: +0,5 (látható) -3,0 (infravörös J sáv) -4,05 (infravörös K sáv).

- Kor: 8 és 10 millió év között.

- Radial sebesség: 21,0 km / s

A Betelgeuse az M spektrális osztályba tartozik, ami azt jelenti, hogy fényszférájának hőmérséklete viszonylag alacsony. M1-2 Ia-ab típusba sorolják.

A spektrális osztályozás Yerkes-diagramján az Ia-ab utótag azt jelenti, hogy a közbenső fényerő szupergénje. A Betelgeuse világosspektrumát referenciaként használják más csillagok osztályozására.

Betelgeuse átmérõje becslések szerint 860-910 millió kilométer között van, és ez volt az elsõ csillag, amelynek átmérõjét interferometria segítségével mértük. Ez az átmérő összehasonlítható a Jupiter pályájának átmérőjével, ám ez nem a legnagyobb a vörös szupergombok közül.

Nagy mérete ellenére csak 10-20-szor tömegebb, mint a mi Napunk. De tömege elég nagy ahhoz, hogy a csillagok evolúciója gyors legyen, mivel egy csillag élettartama a fordítottja a tömegének négyzete.

Alakulás és fejlődés

A Betelgeuse, akárcsak az összes csillag, hatalmas hidrogén-, hélium- és kozmikus porként kezdődött, más kémiai elemekkel, amelyek egy középpont körül kondenzálódtak és megnövelték tömeg-sűrűségüket.

Bizonyítékok vannak arra, hogy ez a helyzet csillagfürtök kialakításában, amelyek általában hideg, ritka csillagközi anyagból álló ködökben helyezkednek el.

2. ábra. Az IC396 köd számos csillaggal a kialakulási szakaszban. A képet infravörös formában készítették, mivel a látható spektrumot a köd elnyeli. Forrás: NASA / Spitzer.

A csillag kialakulása, élete és halála örök harc a következők között:

• A gravitációs vonzerő, amely hajlamos összes anyag kondenzálására egy ponton és
• Az egyes részecskék egyedi kinetikus energiája, amely együttesen gyakorolja a nyomást, hogy elkerülje és kibővüljön a vonzerőpontból.

Amint az eredeti felhő a középpont felé csökken, prototár képződik, amely sugárzást bocsát ki.

A gravitációs vonzerő miatt az atommagok kinetikus energiát szereznek, de amikor a protosztár sűrűbb központjában állnak le, elektromágneses sugárzást bocsátanak ki, és így kezdnek ragyogni.

Amikor eléri azt a pontot, ahol a hidrogénmagokat annyira szorosan csomagolják, és elegendő kinetikus energiát szereznek az elektrosztatikus taszítás legyőzéséhez, az erős vonzó erő hatni kezd. Ezután megtörténik a magok fúziója.

A hidrogénmagok magfúziójában hélium és neutronmagok képződnek, óriási mennyiségű kinetikus energiával és elektromágneses sugárzással. Ennek oka a tömegveszteség a nukleáris reakcióban.

Ez a mechanizmus ellensúlyozza egy csillag gravitációs kompresszióját a kinetikus nyomás és a sugárzási nyomás révén. Amíg a csillag ebben az egyensúlyban van, azt mondják, hogy a fő sorrendben van.

A piros óriás színpad

A fent leírt eljárás nem tart örökké, legalábbis nagyon hatalmas csillagok esetében, mivel amint a hidrogén héliummá alakul, az üzemanyag kimerül.

Ilyen módon csökken a gravitációs összeomlást ellensúlyozó nyomás, és ezért a csillag magja tömörül, miközben a külső réteg kibővül, és a részecskék egy része, a legintenzívebb, az űrbe távozik, és egy por felhő körül a csillagot.

Amikor ez megtörténik, elérte a vörös óriás állapotát, és ez Betelgeuse esetében.

3. ábra. A Betelgeuse, az Orion csillagképben 800 nap és 130 parsec közötti, vörös szupergárdája mutatja csillaglemezét. (Forrás: HST).

A csillagok evolúciójában a csillag tömege határozza meg az élet és a halál időpontját.

Egy olyan szupergárdának, mint a Betelgeuse, rövid élettartama van, nagyon gyorsan halad át a fő szekvencián, míg a kevésbé masszív vörös törpék millióinak évente szerényen ragyognak.

Betelgeuse becslések szerint 10 millió éves, és evolúciós ciklusának utolsó szakaszában tartják. Úgy gondolják, hogy kb. 100 000 év alatt életciklusa nagy szupernóva-robbanással zárul le.

Felépítés és összetétel

A Betelgeuse sűrű magját köpeny veszi körül, és atmoszférája a Föld pályájának átmérőjének 4,5-szerese. De 2011-ben fedezték fel, hogy a csillagot egy hatalmas köd veszi körül, amely a saját magából származik.

A Betelgeuse körüli köd 60 milliárd kilométernyire fekszik a csillag felületétől, ez a Föld körüli sugár 400-szorosa.

Végső szakaszukban a vörös óriások viszonylag rövid idő alatt hatalmas mennyiségű anyagot bocsátanak ki a környező térbe. Betelgeuse becslések szerint mindössze 10 000 év alatt a Nap tömegének felel meg. Ez csak egy pillanat a csillagidőben.

Az alábbiakban egy kép a csillagról és ködéről, amelyet az ESO (a déli féltekén a Csillagászati ​​Kutatási Európai Szervezet) készített VLT teleszkóppal, a chilei Antofagasta-ban, Cerro Paranalban található.

Az ábrán a központi piros kör helyesen a Betelgeuse csillag, amelynek átmérője négy és félszerese a Föld pályájának. Akkor a fekete korong egy nagyon fényes területnek felel meg, amelyet elfedtünk, hogy láthassuk a csillagot körülvevő ködöt, amely, amint mondták, a Föld körüli sugár 400-szorosára terjed ki.

Ezt a képet infravörös tartományban készítették, és színesnek adták, hogy a különböző régiók láthatóak legyenek. A kék a legrövidebb hullámhossznak, a piros pedig a leghosszabbnak felel meg.

4. ábra. A közepén lévő kis piros kör a Betelgeuse csillag, a fekete kör egy rendkívül fényes terület elfedését jelenti. A fekete kör körül látható a csillag által kibocsátott anyagból álló köd. (Forrás: ESO-VLT)

A Betelgeuse-ban jelen lévő elemek

Mint minden csillag, a Betelgeuse főként hidrogénből és héliumból áll. Mivel ez egy csillag a végső fázisában, belsejében más nehezebb elemeket szintetizál a periodikus táblából.

A csillag által dobott anyagból készült, a Betelgeuse körüli köd megfigyelései szilikapor és alumínium-oxid jelenlétére utalnak. Ez az anyag alkotja a sziklás bolygók nagy részét, mint a Föld.

Ez azt mondja nekünk, hogy a múltban Betelgeuse-hoz hasonló csillagok milliói léteztek, biztosítva az anyagot, amely Naprendszerünk sziklás bolygóit alkotta, ideértve a Földet is.

Betelgeuse csillapítás

Az utóbbi időben a Betelgeuse hírek a nemzetközi sajtóban, mivel 2019. október elején fénye érzékelhetően tompítani kezdett, mindössze néhány hónappal.

Például, 2020 januárjában a fényerő 2,5-szeresére csökkent. 2020. február 22-ig azonban abbahagyta a tompítást, és visszanyerte fényességét.

Ez a látható spektrumra utal, azonban az infravörös spektrumban a fényereje meglehetősen stabil maradt az elmúlt 50 évben, ami arra készteti a csillagászokat, hogy úgy gondolják, hogy nem egy olyan fényváltozás, mint amely a a szupernóva robbanáshoz vezető szakaszok.

Éppen ellenkezőleg, az elektromágneses spektrum látható sávjának abszorpciójáról és szétszóródásáról van szó a porfelhő miatt, amelyet a csillag maga kiürített.

Ez a porfelhő átlátszó infravörös, de nem a látható spektrum számára. Nyilvánvaló, hogy a csillagot körülvevő vastag porfelhő gyorsan elmozdul tőle, így az Orion, a mitológiai vadász vállán biztosan sokkal hosszabb ideig marad az ég.

Irodalom

1. Astronoo. Betelgeuse. Helyreállítva: astronoo.com.
2. Pasachoff, J. 2007. A kozmosz: csillagászat az új évezredben. Harmadik kiadás. Thomson-Brooks / Cole.
3. Seeds, M. 2011. A csillagászat alapjai. Hetedik kiadás. Cengage tanulás.
4. Nyitott ablak. Tömeg-fényesség kapcsolat. Helyreállítva: media4.obspm.fr
5. Wikipedia. Betelgeuse. Helyreállítva: es.wikipedia.com
6. Wikipedia. Orion OB1 csillagszövetség. Helyreállítva: es.wikipedia.com