- ลักษณะทั่วไป
- การก่อตัวและวิวัฒนาการ
- เวทียักษ์แดง
- โครงสร้างและองค์ประกอบ
- องค์ประกอบที่มีอยู่ใน Betelgeuse
- การลดทอน Betelgeuse
- อ้างอิง
Betelgeuseเป็นดาวอัลฟ่าของกลุ่มดาวนายพรานซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่า alpha Orionis เป็นดาวประเภทซุปเปอร์ยักษ์แดงซึ่งเป็นดาวที่มีปริมาตรมากที่สุด แต่ไม่จำเป็นต้องมีมวลมากที่สุด
แม้จะเป็นดาวอัลฟ่าของกลุ่มดาวนายพราน แต่ Betelgeuse เมื่อมองแวบแรกก็ไม่ได้สว่างที่สุดในกลุ่มดาวนี้เนื่องจาก Rigel -beta Orionis- เป็นกลุ่มที่โดดเด่นที่สุด อย่างไรก็ตามในช่วงอินฟราเรดและสเปกตรัมใกล้สีแดง Betelgeuse เป็นแสงที่สว่างที่สุดซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิพื้นผิวของมัน
รูปที่ 1. กลุ่มดาวนายพรานและดาวหลัก 4 ดวงรวมถึงบีเทลกูส ที่มา: Pixabay
ดาวดวงนี้ถูกสังเกตเห็นมาตั้งแต่สมัยโบราณโดยมนุษย์กลุ่มแรกเนื่องจากมีความส่องสว่างมาก ตามลำดับความสว่างมักจะสว่างที่สุดเป็นอันดับที่ 10 ในท้องฟ้ายามค่ำคืนและอย่างที่เราได้กล่าวไปแล้วความสว่างอันดับสองในกลุ่มดาวนายพราน
นักดาราศาสตร์ชาวจีนในศตวรรษที่ 1 อธิบายว่า Betelgeuse เป็นดาวสีเหลือง แต่ผู้สังเกตการณ์คนอื่น ๆ เช่นปโตเลมีเรียกว่าสีส้มหรือสีแดง ต่อมาในช่วงศตวรรษที่ 19 จอห์นเฮอร์เชลสังเกตว่าความสว่างของมันแปรผัน
สิ่งที่เกิดขึ้นคือดาวทุกดวงมีวิวัฒนาการนั่นคือสาเหตุที่สีของพวกมันเปลี่ยนไปตามกาลเวลาเนื่องจากมันขับก๊าซและฝุ่นออกจากชั้นผิวเผินที่สุด สิ่งนี้ยังเปลี่ยนความส่องสว่างของมันด้วย
ลักษณะทั่วไป
Betelgeuse เป็นตัวอย่างลักษณะเฉพาะของดาวยักษ์สีแดงซึ่งมีลักษณะเป็นสเปกตรัมประเภท K หรือ M และความส่องสว่างประเภท I
เป็นดาวที่มีอุณหภูมิต่ำ ในกรณีของ Betelgeuse มีการคำนวณว่าอุณหภูมิและสีมีความสัมพันธ์กันประมาณ 3000 K เช่นเหล็กร้อนชิ้นหนึ่งจะร้อนแดง แต่ถ้าอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจะเปลี่ยนเป็นสีขาว
แม้จะมีอายุเพียง 8 ล้านปี แต่ Betelgeuse ก็มีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วจากลำดับหลักเนื่องจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของมันหมดและขยายตัวจนถึงขนาดปัจจุบัน
ดาวยักษ์เหล่านี้ยังมีความส่องสว่างที่แปรปรวน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความสว่างของมันลดลงซึ่งทำให้วงการวิทยาศาสตร์เป็นกังวลแม้ว่าจะเพิ่งฟื้นตัว
นี่คือลักษณะสำคัญ:
- ระยะทาง : ระหว่าง 500 ถึง 780 ปีแสง
- มวล : ระหว่าง 17 ถึง 25 มวลแสงอาทิตย์
- รัศมี : ระหว่าง 890 ถึง 960 รัศมีแสงอาทิตย์
- ความสว่าง : ความสว่างจากแสงอาทิตย์ระหว่าง 90,000 ถึง 150,000
- สถานะของวิวัฒนาการ : ยักษ์แดง
- ขนาดที่เห็นได้ชัด : +0.5 (มองเห็นได้) -3.0 (แถบอินฟราเรด J) -4.05 (แถบอินฟราเรด K)
- อายุ : ระหว่าง 8 ถึง 10 ล้านปี
- ความเร็วเรเดียล : +21.0 กม. / วินาที
Betelgeuse อยู่ในระดับสเปกตรัม M ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิของโฟโตสเฟียร์ค่อนข้างต่ำ จัดเป็นประเภท M1-2 Ia-ab
ในแผนภาพ Yerkes ของการจำแนกสเปกตรัมส่วนต่อท้าย Ia-ab หมายความว่ามันเป็น supergiant ของความส่องสว่างระดับกลาง สเปกตรัมการส่องสว่างของ Betelgeuse ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการจำแนกดาวอื่น ๆ
เส้นผ่านศูนย์กลางของ Betelgeuse คาดว่าจะอยู่ระหว่าง 860 ถึง 910 ล้านกิโลเมตรและเป็นดาวดวงแรกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางวัดโดยอินเตอร์เฟอโรเมทรี เส้นผ่านศูนย์กลางนี้เทียบได้กับวงโคจรของดาวพฤหัสบดี แต่ก็ไม่ได้ใหญ่ที่สุดในกลุ่มดาวยักษ์แดง
แม้จะมีขนาดใหญ่ แต่ก็มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เพียง 10 ถึง 20 เท่า แต่มวลของมันมีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้การวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เป็นไปอย่างรวดเร็วเนื่องจากอายุการใช้งานของดาวฤกษ์เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับ กำลังสองของมวล
การก่อตัวและวิวัฒนาการ
Betelgeuse ก็เช่นเดียวกับดวงดาวทุกดวงเริ่มเป็นเมฆก๊าซไฮโดรเจนฮีเลียมและฝุ่นจักรวาลขนาดใหญ่พร้อมกับองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ ซึ่งรวมตัวกันรอบ ๆ จุดศูนย์กลางและเพิ่มความหนาแน่นของมวล
มีหลักฐานว่าเป็นกรณีในการก่อตัวของกระจุกดาวโดยทั่วไปอยู่ภายในเนบิวล่าประกอบด้วยสสารระหว่างดาวที่เย็นและเบาบาง
รูปที่ 2. เนบิวลา IC396 ที่มีดาวจำนวนมากในระยะการก่อตัว ภาพนี้ถ่ายด้วยอินฟราเรดเนื่องจากเนบิวลาที่มองเห็นได้ถูกดูดซับสเปกตรัม ที่มา: NASA / Spitzer
การก่อตัวของดาวชีวิตและความตายเป็นการต่อสู้ชั่วนิรันดร์ระหว่าง:
- แรงดึงดูดซึ่งมีแนวโน้มที่จะรวมตัวของสสารทั้งหมดไว้ที่จุดเดียวและ
- พลังงานจลน์ของแต่ละอนุภาคซึ่งร่วมกันออกแรงกดดันที่จำเป็นในการหลบหนีและขยายออกจากจุดดึงดูด
ในขณะที่เมฆเดิมหดตัวเข้าหาศูนย์กลางจะมีรูปแบบของโปรโตสตาร์ที่เริ่มปล่อยรังสีออกมา
แรงดึงดูดของโลกทำให้นิวเคลียสของอะตอมได้รับพลังงานจลน์ แต่เมื่อหยุดอยู่ในใจกลางที่หนาแน่นที่สุดของโปรโตสตาร์พวกมันจะปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาและเริ่มส่องแสง
เมื่อถึงจุดที่นิวเคลียสของไฮโดรเจนอัดแน่นจนได้รับพลังงานจลน์เพียงพอที่จะเอาชนะแรงขับไฟฟ้าสถิตแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งจะเริ่มทำงาน จากนั้นการหลอมรวมของนิวเคลียสจะเกิดขึ้น
ในการหลอมรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจนนิวเคลียสของฮีเลียมและนิวตรอนจะเกิดขึ้นโดยมีพลังงานจลน์และรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมาก เนื่องจากการสูญเสียมวลในปฏิกิริยานิวเคลียร์
นี่คือกลไกที่ต่อต้านการบีบอัดแรงโน้มถ่วงของดาวผ่านความดันจลน์และความดันรังสี ตราบใดที่ดาวฤกษ์อยู่ในสภาวะสมดุลนี้จะมีการกล่าวว่าอยู่ในลำดับหลัก
เวทียักษ์แดง
กระบวนการที่อธิบายไว้ข้างต้นไม่คงอยู่ตลอดไปอย่างน้อยที่สุดสำหรับดาวฤกษ์ที่มีมวลมากเนื่องจากไฮโดรเจนถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมเชื้อเพลิงก็จะหมดลง
ด้วยวิธีนี้ความดันที่ต่อต้านการล่มสลายของแรงโน้มถ่วงจะลดลงดังนั้นแกนกลางของดาวจึงถูกบดอัดในเวลาเดียวกันกับที่ชั้นนอกขยายตัวและเป็นส่วนหนึ่งของอนุภาคที่มีพลังมากที่สุดหลุดออกไปในอวกาศกลายเป็น เมฆฝุ่นรอบดาว
เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นสถานะของยักษ์แดงก็มาถึงและเป็นกรณีของ Betelgeuse
รูปที่ 3 Betelgeuse ยักษ์สีแดงขนาด 800 ดวงถึง 130 พาร์เซกในกลุ่มดาวนายพรานแสดงดิสก์ที่เป็นดาวฤกษ์ของมัน (ที่มา: HST).
ในวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มวลของดาวเป็นตัวกำหนดเวลาของชีวิตและความตาย
ยักษ์ใหญ่อย่าง Betelgeuse มีช่วงชีวิตที่สั้นผ่านลำดับหลักอย่างรวดเร็วในขณะที่ดาวแคระแดงที่มีมวลน้อยกว่าจะเรืองแสงอย่างเจียมเนื้อเจียมตัวเป็นเวลาหลายล้านปี
Betelgeuse มีอายุประมาณ 10 ล้านปีและถือว่าอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของวัฏจักรวิวัฒนาการ คิดว่าในอีก 100,000 ปีวงจรชีวิตของมันจะสิ้นสุดลงด้วยการระเบิดซูเปอร์โนวาครั้งใหญ่
โครงสร้างและองค์ประกอบ
Betelgeuse มีแกนกลางหนาแน่นล้อมรอบด้วยเสื้อคลุมและชั้นบรรยากาศซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4.5 เท่าของวงโคจรของโลก แต่ในปี 2554 พบว่าดาวดวงนี้ถูกล้อมรอบด้วยเนบิวลาขนาดใหญ่ที่มีต้นกำเนิดจากตัวมันเอง
เนบิวลาที่ล้อมรอบ Betelgeuse มีความยาว 60 พันล้านกิโลเมตรจากพื้นผิวดาวซึ่งเป็น 400 เท่าของรัศมีวงโคจรของโลก
ในช่วงสุดท้ายของพวกมันยักษ์สีแดงจะขับไล่วัสดุออกไปในอวกาศโดยรอบจำนวนมหาศาลในเวลาอันสั้น Betelgeuse คาดว่าจะลดลงเทียบเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์ในเวลาเพียง 10,000 ปี นี่เป็นเพียงช่วงเวลาแห่งดวงดาว
ด้านล่างนี้เป็นภาพของดาวและเนบิวลาที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์ VLT ซึ่งตั้งอยู่ที่ Cerro Paranal เมือง Antofagasta ประเทศชิลีโดย ESO (European Organization for Astronomical Research in the Southern Hemisphere)
ในรูปวงกลมสีแดงตรงกลางคือดาว Betelgeuse ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสี่เท่าครึ่งของวงโคจรของโลก จากนั้นดิสก์สีดำจะตรงกับบริเวณที่สว่างมากซึ่งถูกปิดบังไว้เพื่อให้เราเห็นเนบิวลาที่ล้อมรอบดาวฤกษ์ซึ่งตามที่ได้กล่าวไปแล้วนั้นขยายได้ถึง 400 เท่าของรัศมีวงโคจรของโลก
ภาพนี้ถ่ายในช่วงอินฟราเรดและระบายสีเพื่อให้สามารถมองเห็นบริเวณต่างๆได้ สีน้ำเงินสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดและสีแดงถึงยาวที่สุด
รูปที่ 4 วงกลมสีแดงเล็ก ๆ ตรงกลางคือดาว Betelgeuse วงกลมสีดำคือการปิดบังบริเวณที่สว่างมาก รอบ ๆ วงกลมสีดำคุณจะเห็นเนบิวลาที่ประกอบไปด้วยวัสดุที่ดาวถูกขับออกมา (ที่มา: ESO-VLT)
องค์ประกอบที่มีอยู่ใน Betelgeuse
เช่นเดียวกับดวงดาวอื่น ๆ Betelgeuse ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก อย่างไรก็ตามเนื่องจากเป็นดาวฤกษ์ในระยะสุดท้ายภายในจึงเริ่มสังเคราะห์ธาตุอื่น ๆ ที่หนักกว่าจากตารางธาตุ
การสังเกตของเนบิวลาที่อยู่รอบ ๆ Betelgeuse ซึ่งประกอบด้วยวัสดุที่ดาวโยนลงมาบ่งบอกว่ามีฝุ่นซิลิกาและอลูมินาอยู่ วัสดุนี้เป็นส่วนประกอบของดาวเคราะห์หินส่วนใหญ่เช่นโลก
สิ่งนี้บอกเราว่ามีดาวหลายล้านดวงที่คล้ายกับ Betelgeuse ในอดีตซึ่งเป็นวัสดุที่ประกอบขึ้นเป็นดาวเคราะห์หินในระบบสุริยะของเรารวมถึงโลกด้วย
การลดทอน Betelgeuse
ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา Betelgeuse เป็นข่าวในสื่อต่างประเทศตั้งแต่ต้นเดือนตุลาคม 2019 แสงของมันเริ่มหรี่ลงอย่างน่าชื่นชมในเวลาเพียงไม่กี่เดือน
ตัวอย่างเช่นในเดือนมกราคม 2020 ความสว่างลดลง 2.5 เท่า อย่างไรก็ตามภายในวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2020 จะหยุดหรี่แสงและเริ่มกลับมาสว่างอีกครั้ง
นี่หมายถึงสเปกตรัมที่มองเห็นได้อย่างไรก็ตามในสเปกตรัมอินฟราเรดความสว่างของมันยังคงค่อนข้างคงที่ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์คิดว่าไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงของแสงเช่นที่เกิดขึ้นใน ขั้นตอนที่นำไปสู่การระเบิดของซูเปอร์โนวา
ในทางตรงกันข้ามมันเกี่ยวกับการดูดกลืนและการกระจายของแถบที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าอันเนื่องมาจากฝุ่นละอองที่ดาวฤกษ์เองได้ขับออกไป
เมฆฝุ่นนี้โปร่งใสกับอินฟราเรด แต่ไม่ใช่สเปกตรัมที่มองเห็นได้ เห็นได้ชัดว่าเมฆฝุ่นหนาโดยรอบดาวกำลังเคลื่อนตัวออกไปอย่างรวดเร็วดังนั้นไหล่ของ Orion นักล่าในตำนานจะคงอยู่บนท้องฟ้าได้นานกว่านี้
อ้างอิง
- Astronoo Betelgeuse สืบค้นจาก: Astronoo.com.
- Pasachoff, J. 2007. คอสมอส: ดาราศาสตร์ในยุคสหัสวรรษใหม่ ฉบับที่สาม ทอมสัน - บรูคส์ / โคล.
- เมล็ดพันธุ์ M. 2011. รากฐานของดาราศาสตร์. ฉบับที่เจ็ด การเรียนรู้ Cengage
- เปิดหน้าต่าง ความสัมพันธ์มวล - ความส่องสว่าง ดึงมาจาก: media4.obspm.fr
- วิกิพีเดีย Betelgeuse สืบค้นจาก: es.wikipedia.com
- วิกิพีเดีย Orion OB1 สมาคมดาวฤกษ์ สืบค้นจาก: es.wikipedia.com