VY Canis Majoris הוא כוכב בקבוצת הכוכבים Canis Majoris או Can Mayor, שם נמצא גם סיריוס. VY Canis Majoris נמצא כ- 4900 שנות אור מכדור הארץ ונראה עם משקפות וטלסקופים, ומציג צבע אדום מיוחד.
התצפיות הראשונות על VY Canis Majoris (VY CMa) מתוארכות מראשית המאה ה -19. הם נובעים מהאסטרונום הצרפתי ג'וזף דלאלנדה בשנת 1801, אשר סיווג אותו ככוכב 7 בעוצמה.
איור 1. איור 1. VY Canis Majoris בקבוצת הכוכבים של אוריון, הוא כוכב עם רדיוס גדול פי אלפים מזה של השמש, הוא מוקף בערפילית המורכבת מחומר שהכוכב עצמו מטיל ללא הרף. מקור: Wikimedia Commons. ג'ודי שמידט.
עם שיפורים בעיצוב הטלסקופ, האסטרונומים בראשית המאה העשרים הבינו במהירות עד כמה VY CMa ייחודי, בזכות הבהירות המשתנה שלה ועטוף בערפילית מורכבת, מלאה בגושים ועיבודים.
מסיבה זו במשך זמן מה נהוג היה לחשוב שמדובר במערכת כוכבים. רעיון זה לא בא בחשבון, אם כי ישנם אסטרונומים הטוענים כי יש לפחות בן לוויה אחד.
מהתצפיות עולה כי VY CMa הוא זוהר ביותר ובגודל יוצא דופן, גדול פי אלפים מהשמש. עד כדי כך שאם הוא יתפוס את מקומו, הכוכב היה מתרחב עד מסלול שבתאי.
VY CMa נמצא בהחלט בשלב לא יציב ביותר, שקודם לסיום חייו, מכיוון שהכוכב משיל במהירות את שכבותיו החיצוניות ומשליך אותן לחלל, שם הם מתפשטים כמו ערפילית סביבו.
זו הסיבה שאסטרונומים אינם שוללים את האפשרות כי VY CMa יעבור התפרצות סופרנובה תוך זמן קצר.
מאפיינים
אסטרונומים מעוניינים מאוד ללמוד כוכב ייחודי כמו VY CMa, מכיוון שהמידע שלו מכריע במחקר ההתפתחות הכוכבית.
VY CMa מאופיין בכך שהוא בין הכוכבים עם הרדיוס הגדול ביותר והוא גם הזוהר ביותר. זה גם בין המאסיביים ביותר של הכוכבים העל האדומים, כוכבים שכבר עברו דרך ארוכה בחייהם הכוכבים.
VY CMa מרתק גם כי ימיו צפויים להסתיים פתאום, בפיצוץ סופרנובה גדול. בואו נסתכל על כמה מהפרטים היותר מעניינים:
מקום
VY CMa נראה מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים Canis Major, קרוב לסיריוס וקבוצת הכוכבים אוריון. זה נמצא בין 3,900 ל -4,900 שנות אור מכדור הארץ.
לא קל לקבוע במדויק את המרחק, ראשית מכיוון שהכוכב אינו קרוב ושנית מכיוון שהוא מזרז חומר ברציפות. לכן היא עטופה בערפילית (ראה איור 1) המקשה על ראיית אווירת הכוכב ומקשה על הערכות מדויקות.
איור 2. קבוצת הכוכבים Can Major ו- VY CMa חגו באדום, סמוך ל- NGC 2362, אשכול פתוח מלא בכוכבים צעירים וכוכבים במבנה. מקור: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: טורסטן ברונגר. עבודה יצירה: Kxx.
הִשׁתַנוּת
עד שנת 1931 זו כבר הייתה עובדה ש- VY CMa חווה וריאציות בולטות בבהירותה, כך שתואר ככוכב משתנה ארוך תקופה.
למרות שהוא בהיר מאוד, הגודל המוחלט שלו נע בין -9.5 ל- -11.5. השווה את סיריוס, שעוצמתו -11.6, והשמש, האובייקט הבהיר ביותר שנראה מכדור הארץ, ב -26.7.
כדי לזהות כוכבים משתנים, אסטרונומים מקצים להם שם המורכב מאחד או צמד אותיות גדולות, ואחריו שם הכוכב בו הם נמצאים.
המשתנה הראשון שהתגלה מיועד לו האות R, הבאה S S וכן הלאה. בסיום האותיות מתחיל רצף ב- RR, RS וכן הלאה, כך ש- VY CMa הוא מספר 43 בין הכוכבים המשתנים של Can Major.
ומדוע VY CMa או כוכבים אחרים חווים שינויים בהירותם? יכול להיות שזה בגלל שהכוכב משנה את הזוהר שלו, בגלל התכווצויות והרחבות. סיבה נוספת יכולה להיות נוכחות של אובייקט אחר שמחליק אותו באופן זמני.
רָדִיוֹ
יש אסטרונומים שמעריכים כי הרדיוס של VY CMa יהיה פי 3,000 מרדיוס השמש. הערכות שמרניות אחרות מצביעות על גודל של 600 רדידי שמש, אם כי המדידות האחרונות מציבות אותו על 1,420 רדידי שמש.
העובדה ש- VY CMa אפוף בערפילית של חומר שמופלט על ידי אותו כוכב אחראית לרדיוס המשתנה של הכוכב. נתון שעד כה עדיין נמצא בדיון.
במשך זמן מה VY CMa היה הכוכב הגדול ביותר הידוע. כיום היא עברה על ידי UY סקוטי (רדידי שמש 1708) בקבוצת המגן ועל ידי ווסטרלונד 1-26 (2544 רדידי שמש על פי חלקם, 1500 על פי אחרים) בקונסטלציה של ערה.
מסה
לאו דווקא מכיוון שהוא כוכב גדול, הוא הכוכב המסיבי ביותר מכולם. מהטמפרטורה והעוצמה (בולומטרי) מעריכים כי המסה הנוכחית של VY CMa היא 17 ± 8 מסות שמש (מסת השמש היא 1.989 × 10 ^ 30 ק"ג).
VY CMa מאבד מסה בשיעור של 6 × 10 ^ 4 מסות שמש מדי שנה, ואינו מונה פליטות המוניות אלימות המתרחשות לעיתים קרובות. בדרך זו נוצרת הערפילית המקיפה את הכוכב.
טמפרטורה וזוהר
הטמפרטורה של VY Canis Majoris נאמדת ב -4000 K ובקלות בין 200,000 ל- 560,000 פעמים מזו של השמש. הזוהר שווה לכוח (אנרגיה ליחידת זמן) שמפלט הכוכב לחלל.
הזוהר של השמש משמש כהפניה ויחידה למדידת כוחם של חפצים אסטרונומיים. בהירות שמש אחת שווה ל- 3,828 × 10 ^ 26 וואט.
הטמפרטורה והבהירות של VY Canis Majoris ממקמים אותה באזור הסופר-גנטי של תרשים המיון HR.
איור 3. תרשים HR של הכוכבים. ענקי-על אדומים והענק-ענקיים כמו VY Canis Majoris נמצאים בצד ימין למעלה. מקור: Wikimedia Commons.
תרשים HR או Hertzsprung-Russell הוא גרף של בהירות הכוכבים כפונקציה של הטמפרטורה שלהם. מיקומו של כוכב בתרשים זה מציין את מצבו האבולוציוני ותלוי במסה ההתחלתית שלו.
הכוכבים הצורכים מימן ליצירת הליום בגרעין שלהם הם אלה שנמצאים ברצף הראשי (הרצף הראשי), האלכסון של התרשים. השמש שלנו נמצאת שם, בעוד שפרוקסימה קנטאורי נמצא בחלק התחתון מימין, מכיוון שהוא קר וקטן יותר.
במקום זאת Betelgeuse, Antares ו- VY CMa עזבו את הרצף הראשי, מכיוון שכבר נגמר להם המימן. לאחר מכן הם נדדו לעבר הקו האבולוציוני של הכוכבים הסופרג'נטיים האדומים וההיפרג'נטיים, בחלק השמאלי העליון של התרשים.
עם הזמן כוכבים (אסטרונומיים, כמובן) כוכבים כמו השמש הופכים לגמדים לבנים, עוברים במורד תרשים ה- HR. וסופר-ענקים אדומים מסיימים את ימיהם כסופרנובות.
מִבְנֶה
הכוכבים הם בעצם תחומי גז ענקיים המורכבים מימן והליום לרוב, מלווים בעקבות של שאר היסודות הידועים.
מבנה הכוכבים פחות או יותר זהה לכולם: גרעין בו מתרחשות תגובות היתוך, שכבת ביניים הנקראת המעטפת או המעטפה, והשכבה החיצונית או האטמוספירה הכוכבית. עם הזמן עובי המאפיינים של שכבות אלה משתנים.
ישנם שני כוחות השומרים על הכוכב מלוכד: מצד אחד האטרקציה הכבידה הנוטה לדחוס אותו ומצד שני הלחץ הנוצר מהגרעין על ידי תגובות היתוך, המרחיב אותו.
איור 4. כוכב נמצא בשיווי משקל הידרוסטטי כאשר הכובד הנוטה לדחוס אותו מאוזן על ידי לחץ האיחוי המרחיב אותו. מקור: פ. זפטה.
כאשר מתרחש חוסר איזון, כמו הידלדלות מימן, הכבידה שולטת וליבת הכוכב מתחילה להתמוטט, ויוצרת כמויות גדולות של חום.
חום זה מועבר לשכבות הסמוכות ומוליד תגובות היתוך חדשות המחזירות באופן זמני את האיזון לכוכב. אך בתהליך, השכבות החיצוניות ביותר מתרחבות באלימות והכוכב מתנפח והופך לענק אדום.
ואם המסה ההתחלתית של הכוכב הייתה גדולה משמונה מסות שמש, אז הוא הופך לסופר-ג'ינט או להיפג'נט, כמו VY Canis Majoris.
כוכבים היפרגיינטיים נדירים ביקום, אלא אם כן אנו יודעים על כך. יש כחול, לבן, צהוב, אדום … ההבדל בצבע נובע מהטמפרטורה, הכחולים חמים יותר והאדומים קרים יותר.
כשכוכבים מתקרבים לסוף ההתפתחות שלהם, הם רוכשים מבנה שכבות בצל, מכיוון שכאשר שורפים אלמנטים כבדים יותר, שכבה חיצונית ביותר של היסוד הפחות צפוף שנשרפה לפני שרידים, כפי שניתן לראות בדמות.
זו הסיבה שב- VY Canis Majoris התגלו תרכובות כימיות מהטבע המגוון ביותר.
איור 5. מבנה שכבה "בצל" של כוכב בשלב ההתפתחות הסופי שלו. מקור: מצפה הכוכבים האירופי.
גיבוש ואבולוציה
כמו כל הכוכבים, VY Canis Majoris כנראה נוצר בזכות כוח המשיכה שדאג לדחיסת הגז והאבק הקוסמי לענן ענק.
בזמן שזה קורה, הטמפרטורה עולה עד שהכור הגרעיני של הכוכב מתחיל. ואז נוצר שיווי המשקל ההידרוסטטי בין הכוחות שהוזכרו לעיל: כוח הכבידה והלחץ מהליבה רוצה להרחיב את הכוכב.
בשלב זה ותמיד על פי המסה שלו, הכוכב ממוקם ברצף הראשי. עבור VY Canis Majoris זה היה אמור להיות משמאל לתרשים, באזור הכוכבים הענקיים הכחולים, אך לאחר מיצוי המימן הוא עבר לקו האבולוציוני של ענקי היפר.
כוכבים מסיביים כאלה מסתיימים לעתים קרובות את ימיהם בפיצוץ סופרנובה, כאמור. אבל הם יכולים גם לחוות הפסדי המון ולהפוך לענק כחול, לפחות לזמן קצר, שיסיימו את ימיהם ככוכב נויטרונים או חור שחור.
השוואה עם השמש
התמונה הבאה מציגה השוואה בין הגדלים של VY Canis Majoris והשמש. לא רק שהם נבדלים זה מזה בגודל, במסה ובטמפרטורה, אלא שהקווים האבולוציוניים של שניהם שונים מאוד.
איור 6. גודל השוואתי בין השמש, כולל מסלול כדור הארץ (במלבן) ו- VY Canis Majoris. מקור: Wikimedia Commons.
השמש תפרוץ בסופו של דבר מהרצף הראשי ותהפוך לענק אדום, המתפשט בגודלו מעבר לכדור הארץ. אך עדיין יש עוד דרך ארוכה, מכיוון שהשמש בקושי מחצית מחייה ככוכב יציב. זה קיים כבר כ- 4.603 מיליארד שנים.
נותרו לה עוד כמה, אך בגלל המסה שלה, השמש תסיים את ימיה כגמד לבן, ואילו VY Canis Majoris עשוי לעשות זאת בצורה הרבה יותר מרהיבה.
הפניות
- האיגוד האמריקאי של משקפי הכוכבים המשתנים. VY Canis Majoris. התאושש מ: aavso.org.
- קרול, ב. מבוא לאסטרופיזיקה מודרנית. 2. מַהֲדוּרָה. פירסון.
- מרטינז, ד. ההתפתחות הכוכבית. וואליאדה. התאושש מ-: Google Books.
- Paolantonio, S. הכוכב המשתנה המדהים VY Canis Majoris. התאושש מ: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
- Rebusco, P. Fusion ביקום: מאיפה התכשיטים שלך מגיעים. התאושש מ: scienceinschool.org.
- ויקיפדיה. סופרגינט אדום. התאושש מ: es.wikipedia.org.
- ויקיפדיה. VY Canis Majoris. התאושש מ: en.wikipedia.org.