Betelgeuse

Illustrazione betelguese. Fonte: Pablo Carlos Budassi, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Cos'è Betelgeuse?

Betelgeuse È la stella alfa della costellazione di Orione, quindi è anche chiamata Alfa orionis. È una stella del tipo supergigente rosso, le stelle di maggiore volume, ma non necessariamente le più enormi.

Nonostante sia la stella Alpha di Orion, Betelgeuse a occhio nudo non è il più brillante della costellazione, poiché Rigel -Beta Orionis- è quello che evidenzia di più. Tuttavia, nel vicino spettro a infrarossi e rosso, la betelgeuse è quella con la massima luminosità, un fatto direttamente correlato alla temperatura superficiale.

Questa stella è stata sicuramente osservata sin dai tempi antichi dai primi umani, per la sua grande luminosità. In ordine di luminosità, di solito è il decimo più luminoso nel cielo notturno e, come abbiamo detto, il secondo in luminosità nella costellazione di Orion. 

Gli astronomi cinesi nel 1 ° secolo hanno descritto Betelgeuse come una stella gialla. Ma altri osservatori come Tolomeo lo chiamavano arancione o rossastro. Molto più tardi, durante il diciannovesimo secolo, John Herschel osservò che la sua luminosità è variabile.

Quello che succede è che tutte le stelle si evolvono, quindi il loro colore sta cambiando nel tempo, poiché espelle gas e polvere dagli strati più superficiali. Questo altera anche la sua luminosità.

Caratteristiche betalgo

Confronto delle dimensioni di Betelgeuse, Mu Cephei, Ky Cygni e V354 Cephei. Fonte: Fladauthor, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

• Betelgeuse è l'esempio caratteristico di una stella supergigente rossa, che è caratterizzata dall'avere una luminosità di tipo K o m e tipo I.
• Sono stelle a bassa temperatura; Nel caso della betelgeuse si stima che sia di circa 3000 K. La temperatura e il colore sono correlati, ad esempio un pezzo di ferro caldo è vivo rosso, ma se la temperatura aumenta diventa bianca.
• Nonostante sia solo 8 milioni di anni.
• Queste stelle giganti hanno anche una luminosità variabile. Negli ultimi anni la sua luminosità è diminuita, il che ha preoccupato la comunità scientifica, sebbene recentemente la abbia recuperato.

Sotto le sue caratteristiche principali:

• Distanza: Tra 500 e 780 anni luce.
• Massa: Tra 17 e 25 masse solari.
• Radio: Tra 890 e 960 radio solari.
• Luminosità: Tra 90.000 a 150.000 la luminosità solare.
• Stato di evoluzione: Red Supergigent.
• Magnitudine apparente: +0,5 (visibile) -3.0 (banda J a infrarossi) -4,05 (K banda a infrarossi).
• Età: Tra 8 e 10 milioni di anni.
• Velocità radiale: +21,0 km/s.

Può servirti: onde meccaniche: caratteristiche, proprietà, formule, tipi

Betelgeuse appartiene alla classe spettrale M, il che significa che la temperatura della sua fotosfera è relativamente bassa. È classificato come tipo M1-2 IA-AB.

Dentro Diagramma Yerkes della classificazione spettrale, il suffisso IA-AB significa che è un supergigente di luminosità intermedia. Lo spettro luminoso di Betheteuse è usato come riferimento per la classificazione di altre stelle.

Il diametro di Betheteuse è calcolato tra 860 e 910 milioni di chilometri ed è stato la prima stella il cui diametro è stato misurato mediante interferometria. Questo diametro è paragonabile a quello dell'orbita di Giove, tuttavia non è il più grande supergigants rosso.

Nonostante le sue grandi dimensioni, è solo tra le 10 e le 20 volte più enorme del nostro sole. Ma la sua massa è abbastanza grande da consentire alla sua evoluzione stellare di essere veloce, poiché il tempo di vita di una stella va con l'inverso della piazza della sua massa.

Formazione ed evoluzione

Betelgeuse, come tutte le stelle, iniziò come un'enorme nuvola di idrogeno a gas, elio e polvere cosmica con altri elementi chimici, che divennero condensando un punto centrale e aumentava la sua densità di massa.

Vi sono prove che ciò si verifica nei gruppi di stelle in formazione, di solito situati all'interno di nebulose composte da materia interstellare fredda e poco denso.

IC396 Nebula con numerose stelle nella fase di formazione. L'immagine è stata presa in infrarossi, poiché lo spettro visibile è assorbito dalla nebulosa. Fonte: NASA/Spitzer.

La formazione di una stella, la sua vita e la sua morte, è una lotta eterna tra:

• Attrazione gravitazionale, che tende a condensare tutta la materia in un certo punto e
• L'energia cinetica individuale di ciascuna particella, che insieme esercita la pressione necessaria per sfuggire ed espandersi dal punto di attrazione.

Poiché la contrazione della nuvola originale viene prodotta verso il centro, a Protoestrella che inizia a emettere radiazioni.

L'attrazione gravitazionale provoca i nuclei atomici acquisiscono energia cinetica, ma quando si frena nel centro più denso della protoestrella, emettono radiazioni elettromagnetiche e inizia quindi a brillare.

Quando si raggiunge il punto in cui i nuclei di idrogeno sono così compatti e acquisiscono abbastanza energia cinetica per superare la repulsione elettrostatica, la forza di una forte attrazione inizia ad agire. Quindi si verifica la fusione dei nuclei.

Può servirti: vettore normale: calcolo ed esempio

Nella fusione nucleare dei nuclei di idrogeno, si formano centri di elio e neutroni, con enormi quantità di energia cinetica e radiazioni elettromagnetiche. Ciò è dovuto alla perdita di massa nella reazione nucleare.

Questo è il meccanismo che contrasta la compressione gravitazionale di una stella, attraverso la pressione cinetica e la pressione di radiazione. Mentre la stella è in questo equilibrio, si dice che sia nella sequenza principale.

Il palcoscenico gigante rosso

Il processo sopra descritto non dura per sempre, almeno per le stelle molto massicce, poiché quando l'idrogeno diventa elio, il carburante si sta esaurendo.

In questo modo, la pressione che contrasta il collasso gravitazionale sta diminuendo e quindi il nucleo della stella è compatta. Allo stesso.

Quando ciò si verifica, lo stato del gigante rosso è stato raggiunto e questo è il caso della betelgeuse. In evoluzione stellare, la massa della stella definisce la vita e il tempo di morte.

Un supergigente come Betelgeuse ha una breve durata, attraversando la sequenza principale molto rapidamente, mentre i piccoli nani rossi enormi brillano modestamente per milioni di anni.

BETHETEUS è calcolato un'età di 10 milioni di anni ed è considerato già nelle fasi finali del suo ciclo evolutivo. Si pensa che in 100.Circa circa, il suo ciclo di vita termina con una grande esplosione di supernova.

Struttura e composizione

Betelgeuse ha un nucleo denso circondato da un mantello e un'atmosfera, che raggiunge un diametro 4,5 volte superiore all'orbita terrestre. Ma nel 2011 è stato scoperto che la stella è circondata da una vasta nebulosa di materiale da se stessa.

La nebulosa che circonda il betheteuse si estende a 60 miliardi di chilometri dalla superficie della stella, questo è 400 volte il raggio orbitale della terra.

Nelle sue fasi finali, i giganti rossi espelleranno lo spazio circostante, una quantità enorme in un tempo relativamente breve. Si stima che Betelgeuse emana l'equivalente della massa del sole in soli 10.000 anni. Questo è solo un istante nel tempo stellare.

Di seguito è riportata un'immagine della stella e della sua nebulosa, ottenuta con il telescopio VLT situato sulla collina paranale, Antofagasta, in Cile per ESO (Organizzazione europea per la ricerca astronomica nell'emisfero meridionale).

Può servirti: prima legge della termodinamica: formule, equazioni, esempi

Nella figura il cerchio rosso centrale è correttamente la stella betelgeuse, con un diametro di quattro volte e mezzo l'orbita terrestre. Quindi il disco nero corrisponde a un'area molto luminosa che è stata mascherata per vedere la nebulosa che circonda la stella, che è stata detto che si estende fino a 400 volte il raggio orbitale della Terra.

Questa immagine è stata scattata nella gamma a infrarossi e colorate in modo che le diverse regioni possano essere visibili. Il blu corrisponde alle lunghezze d'onda più brevi e dal rosso al più lungo.

Il piccolo cerchio rosso al centro è la stella betelgeuse, il cerchio nero è il mascheramento di un'area luminosa. Intorno al cerchio nero si può vedere la nebulosa composta dal materiale espulso dalla stella. (Fonte: ESO-VLT)

Gli elementi presenti in Betelgeuse

Come ogni stella, Betelgeuse è principalmente composto da idrogeno ed elio. Tuttavia, poiché è una stella nelle sue fasi finali, al suo interno inizia a sintetizzare altri elementi più pesanti nella tabella periodica.

Le osservazioni della nebulosa che circonda Betelgeuse, formate dal materiale che la stella lancia, indicano la presenza di silice e polvere di allumina. Questo materiale è quello che forma la maggior parte dei pianeti rocciosi, come la Terra.

Ciò indica che in passato c'erano milioni di stelle simili a Betelgeuse, che forniva il materiale che formava i pianeti rocciosi del nostro sistema solare, inclusa la Terra.

Attenuazione di betelgeuse

Immagine della nebulosità che circonda Betelgeuse. Fonte: betelgeuse_vlt.JPG: ESO/Vltnebula_Around_Belgeuse.JPG: ESO/P. Lavoro di kervelladerivativo: Henrykus, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

In tempi recenti, Betelgeuse è una notizia sulla stampa internazionale, dall'inizio di ottobre 2019 la sua luce ha iniziato ad essere attenuata, in pochi mesi.

Ad esempio, entro gennaio 2020 la sua luminosità è diminuita in un fattore di 2,5. Tuttavia, per il 22 febbraio 2020 ha fermato la sua attenuazione e ha iniziato a recuperare la sua luminosità.

Che si riferisce allo spettro visibile, tuttavia nello spettro a infrarossi è luminoso le fasi prima di un'esplosione di supernova. 

Al contrario, si tratta dell'assorbimento e della dispersione della banda visibile dello spettro elettromagnetico, a causa della nuvola di polvere che la stella stessa ha espulso.

Questa nuvola di polvere è trasparente per l'infrarosso, ma non per lo spettro visibile. Apparentemente la fitta nuvola di polvere che circonda la stella si sta rapidamente allontanando da essa, quindi la spalla di Orione, il cacciatore mitologico, rimarrà sicuramente nel cielo per molto tempo di più.