Vy Canis Majoris Discovery, caratteristiche, struttura, formazione e evoluzione

Vy Canis maggiore È una stella della costellazione di Canis majoris o può sindaco, dove si trova anche Sirio. Vy Canis Majors è a circa 4900 anni luce dalla terra ed è visibile con binoculari e telescopi, che mostra un colore distintivo rosso.

Le prime osservazioni di Vy Canis maggiore (VY CMA) risalgono all'inizio del diciannovesimo secolo. Sono dovuti all'astronom francese. 

Figura 1. Vy Canis majoris Nella costellazione di Orione, è una stella con un raggi. Fonte: Wikimedia Commons. Judy Schmidt [CC di 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)].

Con i miglioramenti nella progettazione dei telescopi, gli astronomi all'inizio del 20 ° secolo hanno notato rapidamente quanto sia singolare VY CMA, grazie alla sua luminosità variabile e che è avvolto in una nebulosa complessa, piena di grumi e condensa.

Questo è il motivo per cui per un po 'si pensava che fosse piuttosto un sistema stellare. Questa idea è attualmente esclusa, anche se alcuni astronomi sostengono che esiste almeno un partner. 

Le osservazioni indicano che VY CMA è estremamente luminosa e di dimensioni eccezionali, migliaia di volte maggiore del sole. Al punto che, per occupare il posto di questo, la stella si estendeva non meno che fino all'orbita di Saturno.

VY CMA è decisamente in una fase altamente instabile, che precede la fine della sua vita, perché la stella si sta rapidamente distanziando dai suoi strati esterni e li getta nello spazio, dove si estendono come un nebuloso attorno ad esso.

Questo è il motivo per cui gli astronomi non escludono la possibilità che in breve tempo VY CMA subisca un focolaio di supernova.

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Caratteristiche

Gli astronomi sono molto interessati a studiare una stella unica come VY CMA, perché le loro informazioni sono decisive nello studio dell'evoluzione delle stelle. 

Vy CMA è caratterizzato dall'essere tra le stelle della più grande radio ed è anche il luminoso. È anche tra le stelle più massicce delle supergigenti rosse, le stelle che hanno già percorso un grande tratto della loro vita stellare.

Vy CMA è anche affascinante perché si prevede che i loro giorni finiranno in modo improvviso, in una grande esplosione di supernova. Diamo un'occhiata ad alcuni dei dettagli più interessanti:

Posizione

Vy CMA è visibile dalla Terra nella costellazione di Can Mayor, vicino a Sirio e alla costellazione di Orion. È tra 3900 e 4900 anni luce della terra. 

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Non è facile stabilire la distanza con precisione, in primo luogo perché la stella non è vicina e in secondo luogo perché sta lanciando materiale continuamente. Pertanto è avvolto in una nebulosa (vedi Figura 1) che impedisce di vedere l'atmosfera della stella e rende difficile fare stime precise.

figura 2. La costellazione della lattina principale e VY CMA indicavano con un cerchio rosso, vicino a NGC 2362, un cluster aperto pieno di giovani stelle e stelle in formazione. Fonte: Wikimedia Commons. CANIS_MAJOR_CONSELLATION_MAP.PNG: Torsten Bonger.Lavoro derivato: KXX [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]].

Variabilità

Nel 1931 era già un dato di fatto che Vy CMA ha sperimentato notevoli variazioni nella sua luminosità, in modo che fosse descritta come una stella variabile a lungo termine. 

Sebbene sia molto luminoso, la sua magnitudo assoluta varia tra -9.5 e -11.5. Confronta con siriano, che ha la grandezza -1.6 e il sole, l'oggetto più luminoso che si vede dalla terra, con -26.7.

Per identificare le stelle variabili, gli astronomi assegnano un nome formato da una o un paio di lettere maiuscole, seguito dal nome della costellazione in cui si trovano. 

La prima variabile che viene scoperta è assegnata la lettera R, quella successiva e così via. Quando le lettere sono finite, una sequenza inizia con RR, RS e quindi, in modo che VY CMA sia il numero 43 tra le stelle variabili di Can Mayor.

E perché VY CMA o altre stelle sperimentano cambiamenti nella loro luminosità? Può essere perché la stella cambia la sua luminosità, a causa di contrazioni ed espansioni. Un altro motivo può essere la presenza di un altro oggetto che eclissi temporaneamente.

Radio

Alcuni astronomi stimano il raggio di VY CMA fino a 3000 volte il raggio del sole. Altre stime più conservative indicano una dimensione di 600 radio solari, sebbene le misurazioni più recenti si trovino in 1420 radio solari. 

Il fatto che VY CMA sia avvolto in una nebulosa di materia espulsa dalla stessa stella è responsabile del raggio variabile della stella. Una figura che finora rimane in discussione.

Per un certo periodo Vy CMA fu la più grande stella conosciuta. Al giorno d'oggi è superato da Uy Scuti (1708 radio solari) nella costellazione dello scudo e da Westerlund 1-26 (2544 radio solari secondo alcuni, 1500 secondo altri) nella costellazione di Ara.

Massa

Non necessariamente perché è una stella grande, è la stella più massiccia di tutte. Dalla temperatura e grandezza (bolometrica) si stima che l'attuale massa di VY CMA sia di 17 ± 8 masse solari (la massa del sole è 1.989 × 10^30 kg).

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VY CMA perde la massa ad un ritmo di masse solari 6 × 10^−4 ogni anno, senza avere estezioni di massa violente che si verificano frequentemente. In questo modo si forma la nebulosa che circonda la stella.

Temperatura e luminosità

La temperatura di Vy Canis Majoris è stimata a 4000 K e una luminosità tra 200.000 e 560.000 volte al sole. La luminosità è equivalente alla potenza (energia per unità di tempo) emessa dalla stella verso lo spazio.

La luminosità del sole viene utilizzata come riferimento e unità per misurare la potenza degli oggetti astronomici. Una (1) luminosità solare è equivalente a 3.828 × 10^26 Watts.

La temperatura e la luminosità di Vy Canis Majers si trovano nella regione supergigente del diagramma delle risorse umane della classificazione delle stelle.

Figura 3. Diagramma H-R delle stelle. I supergigants rossi e ipergigants come Vy Canis Majors sono in cima a destra. Fonte: Wikimedia Commons.

Il diagramma HR o Hertzsprung-russell è un grafico della luminosità delle stelle in base alla loro temperatura. La posizione occupata da una stella in questo diagramma indica il suo stato evolutivo e dipende dalla sua massa iniziale.

Le stelle che consumano idrogeno per formare elio nel loro nucleo sono quelle che si trovano nella sequenza principale (Sequenza principale), La diagonale dello schema. Il nostro sole è lì, mentre il prossimo centauri è a destra, perché è più freddo e più piccolo.

Invece Betheteuse, Antares e VY CMA sono usciti dalla sequenza principale, perché l'idrogeno è già terminato. Quindi emigrarono verso la linea evolutiva delle stelle rosse supergigenti e ipergigenti, nella parte superiore destra del diagramma.

Nel tempo (astronomico, ovviamente) le stelle come il sole diventano nane bianche, muovendosi nel diagramma delle risorse umane. E i supergigants rossi terminano le loro giornate come supernova.

Struttura

Le stelle sono fondamentalmente sfere di composti a gas ed elio per la maggior parte, accompagnati da tracce degli altri elementi noti.

La struttura delle stelle è più o meno la stessa per tutti: a nucleo dove si verificano reazioni di fusione, uno strato intermedio chiamato mantello o avvolgimento e lo strato esterno o atmosfera stellare. Nel tempo, lo spessore e le caratteristiche di questi strati vengono modificati.

Ci sono due forze che mantengono la stella coesiva: da un lato l'attrazione gravitazionale che tende a comprimerla e dall'altro la pressione generata dal nucleo dalle reazioni di fusione, che la espande. 

Figura 4. Una stella è in equilibrio idrostatico quando la gravità che tende a comprimere è bilanciata con la pressione di fusione che la espande. Fonte: f. Zapata.

Quando si verifica uno squilibrio, come l'esaurimento dell'idrogeno, prevale la gravità e il nucleo della stella inizia a crollare, generando grandi quantità di calore.

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Questo calore viene trasmesso agli strati adiacenti e dà origine a nuove reazioni di fusione che restituiscono temporaneamente l'equilibrio alla stella. Ma nel processo, gli strati più esterni si espandono violentemente e la stella si gonfia, diventando un gigante rosso.

E se la massa iniziale della stella era maggiore di 8 masse solari, allora diventa un supergigente o un ipergigente, come Vy Canis Majersis. 

Le stelle ipergigenti sono insolite nell'universo, a meno che non lo sappiamo. Ci sono blu, bianco, giallo, rosso ... La differenza di colore è dovuta alla temperatura, il blu è più caldo e i rossi più freddi.

Quando le stelle si avvicinano alla fine della loro evoluzione, acquisiscono una struttura negli strati di cipolla, perché mentre brucia elementi più pesanti, c'è uno strato più esterno dell'elemento meno denso bruciato prima, come si vede nella figura.

Ecco perché in Vy Canis Majoris sono stati rilevati composti chimici di natura più diversificata.

Figura 5. Struttura negli strati di "cipolla" di una stella nella sua fase finale di evoluzione. Fonte: Observatorio meridionale europeo.

Formazione ed evoluzione

Come tutte le stelle, Vy Canis Majoris avrebbe dovuto essere formata grazie al fatto che la gravità si occupava di gas compattante e polvere cosmica in un'enorme nuvola. 

A quanto pare, la temperatura aumenta fino all'inizio del reattore nucleare della stella. Quindi sorge l'equilibrio idrostatico tra le forze sopra menzionate: la gravità che compatta e la pressione del nucleo desidera espandersi alla stella. 

A questo punto e sempre secondo il suo impasto, la stella si trova nella sequenza principale. Per Vy Canis maggiore, deve essere stato a sinistra del diagramma, nella regione delle stelle giganti blu, ma l'idrogeno ha esaurito, passò alla linea evolutiva degli ipergigenti.

Le enormi stelle di solito terminano i loro giorni in esplosione di supernova, come abbiamo detto. Ma possono anche provare perdite di massa e diventare un gigante blu, almeno per un breve periodo, per terminare le loro giornate come una stella di neutroni o un buco nero.

Confronto con il sole

Nella seguente immagine appare un confronto tra le dimensioni di Vy Canis Majors e il sole. Non solo sono differenziati per dimensioni, massa e temperatura, ma le linee evolutive di entrambi sono molto diverse.

Figura 6. Dimensione comparativa tra il sole, inclusa l'orbita della terra (nel rettangolo) e Vy Canis majoris. Fonte: Wikimedia Commons.

Il sole alla fine lascerà la sequenza principale e diventerà un gigante rosso, estendendo le sue dimensioni oltre la terra. Ma c'è ancora molto, dal momento che il sole è solo nella metà della sua vita come una stella stabile. Sono stati circa 4.603 miliardi di anni.

Ne ha ancora molti altri, ma a causa del suo impasto, il sole finirà i suoi giorni come un nano bianco, mentre Vy Canis Majoris lo fa in modo molto più spettacolare.

Riferimenti

1. Associazione americana di osservatori di stelle variabili. Vy Canis maggiore. Recuperato da: aavso.org.
2. Carroll, b. Un'introduzione all'astrofisica moderna. 2 °. Edizione. Pearson. 
3. Martínez, d. Evoluzione delle stelle. Vaeliada. Recuperato da: Google Books.
4. Paorantonio, s. La notevole variabile stella vy canis majoris. Recuperato da: Historiadelastronomia.File.WordPress.com.
5. Abusco, p. Fusione nell'universo: da dove viene i tuoi gioielli. Recuperato da: Scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Red Supergigent. Recuperato da: è.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Vy Canis maggiore. Recuperato da: in.Wikipedia.org.