BETELGEUSE: CIRI, FORMASI, STRUKTUR DAN KOMPOSISI - ARTE - 2025

Betelgeuse adalah bintang alfa dari konstelasi Orion, itulah sebabnya ia juga disebut alfa Orionis. Ini adalah bintang jenis super raksasa merah, bintang volume terbesar, tetapi belum tentu yang paling masif.

Meskipun merupakan bintang alfa Orion, Betelgeuse pada pandangan pertama bukanlah yang paling terang di rasi bintang, karena Rigel -beta Orionis- adalah yang paling menonjol. Namun, dalam spektrum inframerah dan dekat merah, Betelgeuse adalah yang paling terang, fakta yang terkait langsung dengan suhu permukaannya.

Gambar 1. Konstelasi Orion dan empat bintang utamanya, termasuk Betelgeuse. Sumber: Pixabay.

Bintang ini pasti diamati sejak zaman kuno oleh manusia pertama, karena kilauannya yang luar biasa. Dalam urutan kecerahan, biasanya paling terang kesepuluh di langit malam dan, seperti yang telah kita katakan, kecerahan kedua di konstelasi Orion.

Para astronom Cina pada abad ke-1 menggambarkan Betelgeuse sebagai bintang kuning. Tetapi pengamat lain seperti Ptolemeus menyebutnya sebagai oranye atau kemerahan. Jauh kemudian, selama abad ke-19, John Herschel mengamati bahwa kecerahannya bervariasi.

Yang terjadi adalah semua bintang berevolusi, itulah sebabnya warnanya berubah seiring waktu, saat mengeluarkan gas dan debu dari lapisan paling dangkal. Ini juga mengubah luminositasnya.

Karakteristik umum

Betelgeuse adalah contoh karakteristik bintang super raksasa merah, yang dicirikan dengan memiliki spektrum tipe K atau M dan luminositas tipe I.

Mereka adalah bintang bersuhu rendah; Dalam kasus Betelgeuse, dihitung sekitar 3000 K. Suhu dan warna terkait, misalnya sepotong besi panas menjadi merah panas, tetapi jika suhu meningkat menjadi putih.

Meski baru berusia 8 juta tahun, Betelgeuse telah berkembang pesat keluar dari deret utama, karena bahan bakar nuklirnya telah habis dan membengkak hingga dimensinya saat ini.

Bintang raksasa ini juga memiliki luminositas variabel. Dalam beberapa tahun terakhir kecerahannya telah berkurang, yang mengkhawatirkan komunitas ilmiah, meskipun baru-baru ini pulih.

Berikut ciri-ciri utamanya:

- Jarak : Antara 500 hingga 780 tahun cahaya.

- Massa : Antara 17 sampai 25 massa matahari.

- Radius : Antara 890 sampai 960 jari-jari matahari.

- Kecerahan : Antara 90.000 hingga 150.000 kecerahan matahari.

- Keadaan evolusi : super raksasa merah.

- Besaran yang terlihat: +0.5 (terlihat) -3.0 (inframerah J band) -4.05 (inframerah K band).

- Umur : Antara 8 dan 10 juta tahun.

- Kecepatan radial : +21.0 km / s

Betelgeuse termasuk dalam golongan spektral M, yang berarti suhu fotosfernya relatif rendah. Ini diklasifikasikan sebagai tipe M1-2 Ia-ab.

Dalam diagram klasifikasi spektral Yerkes, sufiks Ia-ab berarti bahwa ia adalah raksasa luminositas menengah. Spektrum bercahaya Betelgeuse digunakan sebagai acuan untuk klasifikasi bintang lain.

Diameter Betelgeuse diperkirakan antara 860 hingga 910 juta kilometer dan itu adalah bintang pertama yang diameternya diukur dengan interferometri. Diameter ini sebanding dengan orbit Jupiter, namun ini bukan yang terbesar dari super raksasa merah.

Meski ukurannya besar, ia hanya 10-20 kali lebih masif dari Matahari kita. Tapi massanya cukup besar untuk evolusi bintangnya menjadi cepat, karena masa hidup sebuah bintang adalah kebalikan dari itu. kuadrat massanya.

Pembentukan dan evolusi

Betelgeuse, seperti semua bintang, dimulai sebagai awan besar gas hidrogen, helium, dan debu kosmik dengan unsur kimia lainnya, yang mengembun di sekitar titik pusat dan meningkatkan massa jenisnya.

Ada bukti bahwa hal ini terjadi dalam pembentukan gugus bintang, yang umumnya terletak di dalam nebula yang terdiri dari materi antarbintang yang dingin dan jarang.

Gambar 2. Nebula IC396 dengan banyak bintang dalam tahap pembentukan. Gambar diambil dengan inframerah, karena spektrum yang terlihat diserap oleh nebula. Sumber: NASA / Spitzer.

Pembentukan bintang, kehidupan dan kematiannya, adalah pertarungan abadi antara:

• Gaya tarik gravitasi, yang cenderung memadatkan semua materi pada satu titik dan
• Energi kinetik individu dari setiap partikel, yang bersama-sama memberikan tekanan yang diperlukan untuk melepaskan diri dan mengembang dari titik tarikan.

Saat awan asli menyusut ke tengah, bentuk protobintang yang mulai memancarkan radiasi.

Tarikan gravitasi menyebabkan inti atom memperoleh energi kinetik, tetapi ketika berhenti di pusat terpadat protobintang, mereka memancarkan radiasi elektromagnetik dan dengan demikian mulai bersinar.

Ketika titik tercapai di mana inti hidrogen sangat padat dan memperoleh energi kinetik yang cukup untuk mengatasi tolakan elektrostatis, gaya tarik yang kuat mulai bekerja. Kemudian terjadi fusi inti.

Dalam fusi nuklir inti hidrogen, inti helium dan neutron terbentuk, dengan sejumlah besar energi kinetik dan radiasi elektromagnetik. Ini karena hilangnya massa dalam reaksi nuklir.

Ini adalah mekanisme yang melawan kompresi gravitasi bintang, melalui tekanan kinetik dan tekanan radiasi. Selama bintang berada dalam kesetimbangan ini, ia dikatakan berada dalam deret utama.

Panggung raksasa merah

Proses yang dijelaskan di atas tidak berlangsung selamanya, setidaknya untuk bintang yang sangat masif, karena hidrogen diubah menjadi helium, bahan bakar akan habis.

Dengan cara ini, tekanan yang melawan keruntuhan gravitasi berkurang dan oleh karena itu inti bintang dipadatkan, pada saat yang sama lapisan luar mengembang dan bagian dari partikel, yang paling energik, melarikan diri ke luar angkasa, membentuk a awan debu yang mengelilingi bintang.

Ketika ini terjadi, keadaan raksasa merah telah tercapai dan ini adalah kasus Betelgeuse.

Gambar 3. Betelgeuse, raksasa merah berukuran 800 matahari hingga 130 parsec di konstelasi Orion, menunjukkan cakram bintangnya. (Sumber: HST).

Dalam evolusi bintang, massa bintang menentukan waktu hidup dan mati.

Bintang super raksasa seperti Betelgeuse memiliki masa hidup yang pendek, melewati deret utama dengan sangat cepat, sedangkan katai merah yang tidak terlalu besar bersinar secara moderat selama jutaan tahun.

Betelgeuse diperkirakan berusia 10 juta tahun dan dianggap berada dalam tahap akhir dari siklus evolusinya. Diperkirakan dalam 100.000 tahun atau lebih, siklus hidupnya akan berakhir dengan ledakan supernova besar.

Struktur dan komposisi

Betelgeuse memiliki inti padat yang dikelilingi mantel dan atmosfer, yang berukuran 4,5 kali diameter orbit Bumi. Namun pada tahun 2011 ditemukan bahwa bintang tersebut dikelilingi oleh nebula material yang sangat luas yang berasal dari dirinya sendiri.

Nebula yang mengelilingi Betelgeuse memanjang 60 miliar kilometer dari permukaan bintang, ini 400 kali radius orbit Bumi.

Pada tahap akhir mereka, raksasa merah mengeluarkan materi ke ruang sekitarnya, jumlah yang sangat besar dalam waktu yang relatif singkat. Betelgeuse diperkirakan melepaskan massa yang setara dengan Matahari hanya dalam 10.000 tahun. Ini hanya instan dalam waktu yang luar biasa.

Di bawah ini adalah gambar bintang dan nebulanya, diperoleh dengan teleskop VLT yang terletak di Cerro Paranal, Antofagasta, Chili oleh ESO (Organisasi Eropa untuk Penelitian Astronomi di Belahan Bumi Selatan).

Pada gambar, lingkaran merah di tengah adalah bintang Betelgeuse, dengan diameter empat setengah kali orbit Bumi. Kemudian piringan hitam berhubungan dengan area yang sangat terang yang tertutup untuk memungkinkan kita melihat nebula yang mengelilingi bintang, yang, seperti telah dikatakan, meluas hingga 400 kali radius orbit Bumi.

Gambar ini diambil dalam jarak inframerah dan diwarnai sehingga berbagai wilayah dapat terlihat. Biru menunjukkan panjang gelombang terpendek dan merah untuk panjang gelombang terpanjang.

Gambar 4. Lingkaran merah kecil di tengah adalah bintang Betelgeuse, lingkaran hitam menutupi area yang sangat terang. Di sekitar lingkaran hitam, Anda dapat melihat nebula yang terdiri dari materi yang dikeluarkan oleh bintang. (Sumber: ESO-VLT)

Elemen-elemen yang ada di Betelgeuse

Seperti semua bintang, Betelgeuse terutama terdiri dari hidrogen dan helium. Namun, karena ia adalah bintang dalam fase terakhirnya, di dalamnya mulai mensintesis unsur-unsur lain yang lebih berat dari tabel periodik.

Pengamatan nebula yang mengelilingi Betelgeuse, terbuat dari material yang dilempar bintang, menunjukkan adanya debu silika dan alumina. Materi inilah yang menyusun sebagian besar planet berbatu, seperti Bumi.

Ini memberi tahu kita bahwa jutaan bintang yang mirip dengan Betelgeuse pernah ada di masa lalu, menyediakan materi yang membentuk planet berbatu di tata surya kita, termasuk Bumi.

Atenuasi Betelgeuse

Belakangan ini Betelgeuse menjadi pemberitaan di pers internasional, sejak awal Oktober 2019 lampunya mulai redup lumayan, hanya dalam beberapa bulan.

Misalnya, untuk Januari 2020 kecerahannya turun dengan faktor 2,5. Namun, pada 22 Februari 2020, redupnya berhenti dan kecerahannya mulai kembali.

Ini mengacu pada spektrum yang terlihat, namun dalam spektrum inframerah kecerahannya tetap cukup stabil selama 50 tahun terakhir, yang membuat para astronom berpikir bahwa itu bukan variasi cahaya seperti yang terjadi di tahapan yang mengarah ke ledakan supernova.

Sebaliknya, ini tentang penyerapan dan dispersi pita spektrum elektromagnetik yang terlihat, karena awan debu yang dikeluarkan oleh bintang itu sendiri.

Awan debu ini transparan terhadap inframerah, tetapi tidak pada spektrum yang terlihat. Rupanya awan debu tebal yang mengelilingi bintang itu dengan cepat menjauh darinya, jadi bahu Orion, sang pemburu mitologis, pasti akan tetap berada di langit lebih lama lagi.

Referensi

1. Astronoo. Betelgeuse. Diperoleh dari: astronoo.com.
2. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millenium. Edisi ketiga. Thomson-Brooks / Cole.
3. Seeds, M. 2011. Landasan Astronomi. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
4. Buka jendela. Hubungan luminositas massa. Diperoleh dari: media4.obspm.fr
5. Wikipedia. Betelgeuse. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
6. Wikipedia. Asosiasi bintang Orion OB1. Diperoleh dari: es.wikipedia.com