VY CANIS MAJORIS: PENEMUAN, KARAKTERISTIK, STRUKTUR, FORMASI DAN EVOLUSI - ARTE - 2025

VY Canis Majoris adalah bintang di konstelasi Canis Majoris atau Can Mayor, di mana Sirius juga ditemukan. VY Canis Majoris berjarak sekitar 4900 tahun cahaya dari Bumi dan terlihat dengan teropong dan teleskop, yang menunjukkan warna merah yang khas.

Pengamatan pertama VY Canis Majoris (VY CMa) berasal dari awal abad ke-19. Itu karena astronom Prancis Joseph DeLalande pada tahun 1801, yang mengklasifikasikannya sebagai bintang berkekuatan 7.

Gambar 1. VY Canis Majoris di konstelasi Orion, adalah bintang dengan radius ribuan kali lebih besar dari Matahari, dikelilingi oleh nebula yang terdiri dari bahan yang terus menerus dilemparkan oleh bintang itu sendiri. Sumber: Wikimedia Commons. Judy Schmidt.

Dengan perbaikan dalam desain teleskop, para astronom di awal abad ke-20 dengan cepat menyadari betapa uniknya VY CMa, berkat kecerahannya yang bervariasi dan terselubung dalam nebula yang kompleks, penuh dengan gumpalan dan kondensasi.

Untuk alasan ini untuk beberapa waktu dianggap sebagai sistem bintang. Ide ini sekarang tidak lagi dipertanyakan, meskipun beberapa astronom berpendapat bahwa setidaknya ada satu pendamping.

Pengamatan menunjukkan bahwa VY CMa sangat bercahaya dan berukuran luar biasa, ribuan kali lebih besar dari Matahari. Sedemikian rupa sehingga, jika itu terjadi, bintang itu akan memanjang sejauh orbit Saturnus.

VY CMa jelas berada dalam tahap yang sangat tidak stabil, yang mendahului akhir hidupnya, karena bintang dengan cepat melepaskan lapisan luarnya dan melemparkannya ke luar angkasa, di mana mereka menyebar seperti nebula di sekitarnya.

Itu sebabnya para astronom tidak menutup kemungkinan VY CMa akan mengalami wabah supernova dalam waktu singkat.

karakteristik

Para astronom sangat tertarik untuk mempelajari bintang seunik VY CMa, karena informasinya sangat menentukan dalam studi evolusi bintang.

VY CMa ditandai dengan berada di antara bintang-bintang dengan radius terbesar dan juga salah satu yang paling bercahaya. Ia juga salah satu yang paling masif dari bintang super raksasa merah, bintang yang telah menempuh perjalanan jauh dalam kehidupan bintangnya.

VY CMa juga menarik karena hari-harinya diperkirakan akan berakhir tiba-tiba, dalam ledakan supernova besar. Mari kita lihat beberapa detail yang lebih menarik:

Lokasi

VY CMa terlihat dari Bumi di konstelasi Canis Major, dekat dengan Sirius dan konstelasi Orion. Jaraknya antara 3.900 dan 4.900 tahun cahaya dari Bumi.

Tidak mudah untuk menentukan jarak secara tepat, pertama karena bintang tidak dekat dan kedua karena material terus menerus memuntahkan. Oleh karena itu, bintang ini diselimuti nebula (lihat gambar 1) yang membuatnya sulit untuk melihat atmosfer bintang dan membuatnya sulit untuk membuat perkiraan yang akurat.

Gambar 2. Konstelasi Can Major dan VY CMa dilingkari dengan warna merah, dekat NGC 2362, sebuah gugus terbuka berisi bintang-bintang muda dan bintang-bintang dalam formasi. Sumber: Wikimedia Commons. Canis_major_constellation_map.png: Karya turunan Torsten Bronger.derivative: Kxx.

Variabilitas

Pada 1931, sudah menjadi fakta bahwa VY CMa mengalami variasi kecerahan yang mencolok, sehingga ia digambarkan sebagai bintang variabel periode panjang.

Meskipun sangat cerah, magnitudo absolutnya berkisar antara -9,5 dan -11,5. Bandingkan Sirius, yang memiliki magnitudo -1,6, dan Matahari, benda paling terang yang terlihat dari Bumi, pada -26,7.

Untuk mengidentifikasi bintang variabel, astronom memberi mereka nama yang terdiri dari satu atau sepasang huruf kapital, diikuti dengan nama konstelasi tempat mereka ditemukan.

Variabel pertama yang ditemukan diberi huruf R, variabel berikutnya S, dan seterusnya. Ketika huruf sudah selesai, urutan dimulai dengan RR, RS dan seterusnya, sehingga VY CMa adalah nomor 43 di antara bintang variabel Can Major.

Dan mengapa VY CMa atau bintang lain mengalami perubahan kecerahannya? Ini mungkin karena bintang mengubah luminositasnya, karena kontraksi dan ekspansi. Alasan lain mungkin adalah adanya objek lain yang menyebabkan gerhana sementara.

Radio

Beberapa astronom memperkirakan radius VY CMa hingga 3.000 kali jari-jari Matahari. Perkiraan lain yang lebih konservatif menunjukkan ukuran 600 jari-jari matahari, meskipun pengukuran terbaru menempatkannya pada 1.420 jari-jari matahari.

Fakta bahwa VY CMa diselimuti nebula materi yang dikeluarkan oleh bintang yang sama bertanggung jawab atas variabel radius bintang. Sosok yang hingga kini masih menjadi pembahasan.

Untuk sementara waktu VY CMa adalah bintang terbesar yang diketahui. Hari ini dilampaui oleh UY Scuti (1708 jari-jari matahari) di konstelasi Perisai dan oleh Westerlund 1-26 (2544 jari-jari matahari menurut beberapa, 1500 menurut yang lain) di konstelasi Ara.

Massa

Belum tentu karena ia adalah bintang besar, ia adalah bintang yang paling masif dari semuanya. Dari suhu dan besarnya (bolometri) diperkirakan massa VY CMa saat ini adalah 17 ± 8 kali massa Matahari (massa Matahari adalah 1.989 × 10 ^ 30 kg).

VY CMa kehilangan massa dengan kecepatan 6 × 10 ^ −4 massa matahari setiap tahun, tidak termasuk ejeksi massa hebat yang sering terjadi. Dengan cara ini terbentuk nebula yang mengelilingi bintang.

Suhu dan luminositas

Suhu VY Canis Majoris diperkirakan 4000 K dan luminositas antara 200.000 dan 560.000 kali Matahari. Luminositas setara dengan daya (energi per satuan waktu) yang dipancarkan bintang ke ruang angkasa.

Luminositas Matahari digunakan sebagai acuan dan satuan untuk mengukur kekuatan benda astronomi. Satu (1) luminositas matahari sama dengan 3.828 × 10 ^ 26 watt.

Suhu dan luminositas VY Canis Majoris menempatkannya di wilayah super raksasa dari diagram klasifikasi bintang HR.

Gambar 3. Diagram HR dari bintang-bintang. Super raksasa merah dan hypergiants seperti VY Canis Majoris ada di kanan atas. Sumber: Wikimedia Commons.

Diagram HR atau Hertzsprung-Russell adalah grafik luminositas bintang sebagai fungsi suhunya. Posisi sebuah bintang dalam diagram ini menunjukkan keadaan evolusinya dan bergantung pada massa awalnya.

Bintang-bintang yang mengkonsumsi hidrogen untuk membentuk helium pada intinya adalah bintang-bintang yang berada pada deret utama (deret utama), diagonal diagram. Matahari kita ada di sana, sedangkan Proxima Centauri ada di kanan bawah, karena lebih dingin dan lebih kecil.

Sebaliknya Betelgeuse, Antares dan VY CMa meninggalkan deret utama, karena mereka sudah kehabisan hidrogen. Mereka kemudian bermigrasi menuju garis evolusi bintang super raksasa merah dan hypergiant, di kanan atas diagram.

Seiring waktu (tentu saja astronomis) bintang seperti Matahari menjadi katai putih, bergerak ke bawah diagram HR. Dan raksasa merah mengakhiri hari-hari mereka sebagai supernova.

Struktur

Bintang pada dasarnya adalah bola gas besar yang sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium, disertai dengan jejak unsur-unsur lain yang diketahui.

Struktur bintang kurang lebih sama untuk semua: inti tempat terjadinya reaksi fusi, lapisan perantara yang disebut mantel atau selubung, dan lapisan luar atau atmosfer bintang. Seiring waktu, ketebalan dan karakteristik lapisan ini berubah.

Ada dua gaya yang menjaga kohesif bintang: di satu sisi, gaya tarik gravitasi yang cenderung menekannya, dan di sisi lain, tekanan yang dihasilkan dari nukleus melalui reaksi fusi, yang mengembangkannya.

Gambar 4. Sebuah bintang berada dalam kesetimbangan hidrostatik ketika gaya gravitasi yang cenderung menekannya diimbangi oleh tekanan fusi yang mengembangkannya. Sumber: F. Zapata.

Ketika terjadi ketidakseimbangan, seperti penipisan hidrogen, gravitasi berlaku dan inti bintang mulai runtuh, menghasilkan panas dalam jumlah besar.

Panas ini ditransmisikan ke lapisan yang berdekatan dan menimbulkan reaksi fusi baru yang memulihkan keseimbangan bintang untuk sementara. Tapi dalam prosesnya, lapisan terluar mengembang dengan hebat dan bintang membengkak, berubah menjadi raksasa merah.

Dan jika massa awal bintang lebih besar dari 8 kali massa Matahari, maka ia menjadi raksasa atau hypergiant, seperti VY Canis Majoris.

Bintang hypergiant jarang ditemukan di alam semesta, kecuali kita mengetahuinya. Ada yang biru, putih, kuning, merah… Perbedaan warnanya karena suhu, yang biru lebih panas dan yang merah lebih dingin.

Ketika bintang-bintang mendekati akhir evolusinya, mereka memperoleh struktur bawang bombay yang berlapis, karena ketika ia membakar unsur-unsur yang lebih berat, lapisan luar dari unsur yang kurang padat terbakar sebelum menjadi sisa, seperti yang terlihat pada gambar.

Itulah sebabnya di VY Canis Majoris senyawa kimia yang paling beragam di alam telah terdeteksi.

Gambar 5. Struktur berlapis "Bawang" dari sebuah bintang dalam tahap akhir evolusi. Sumber: Observatorium Selatan Eropa.

Pembentukan dan evolusi

Seperti semua bintang, VY Canis Majoris pasti terbentuk berkat gravitasi yang menjaga pemadatan gas dan debu kosmik menjadi awan besar.

Saat itu terjadi, suhu meningkat sampai reaktor nuklir bintang dimulai. Kemudian kesetimbangan hidrostatik muncul di antara gaya-gaya yang disebutkan di atas: gravitasi pemadatan dan tekanan dari inti ingin mengembangkan bintang.

Pada titik ini dan selalu menurut massanya, bintang itu terletak di deret utama. Untuk VY Canis Majoris seharusnya berada di sebelah kiri diagram, di wilayah bintang raksasa biru, tetapi begitu hidrogen habis, ia beralih ke garis evolusi hypergiants.

Bintang masif seperti itu sering kali mengakhiri hari-harinya dalam ledakan supernova, seperti yang telah kita katakan. Tetapi mereka juga dapat mengalami kehilangan massa dan menjadi raksasa biru, setidaknya untuk waktu yang singkat, mengakhiri hari-hari mereka sebagai bintang neutron atau lubang hitam.

Perbandingan dengan Matahari

Gambar berikut menunjukkan perbandingan antara ukuran VY Canis Majoris dan Matahari. Tidak hanya perbedaan ukuran, massa dan suhu, tetapi garis evolusi keduanya juga sangat berbeda.

Gambar 6. Perbandingan ukuran antara Matahari, termasuk orbit Bumi (dalam persegi panjang) dan VY Canis Majoris. Sumber: Wikimedia Commons.

Matahari akhirnya akan keluar dari deret utama dan menjadi raksasa merah, menyebar ukurannya ke luar Bumi. Tapi jalan masih panjang, karena Matahari baru setengah umurnya sebagai bintang yang stabil. Sudah ada sekitar 4,603 miliar tahun.

Ia masih memiliki jumlah yang sama, tetapi menurut massanya, Matahari akan mengakhiri hari-harinya sebagai katai putih, sementara VY Canis Majoris mungkin melakukannya dengan cara yang jauh lebih spektakuler.

Referensi

1. Asosiasi Pengamat Bintang variabel Amerika. VY Canis Majoris. Diperoleh dari: aavso.org.
2. Carroll, B. Pengantar Astrofisika Modern. 2nd. Edisi. Pearson.
3. Martínez, D. Evolusi bintang. Vaeliada. Dipulihkan dari: Google Buku.
4. Paolantonio, S. Bintang variabel yang luar biasa VY Canis Majoris. Diperoleh dari: historiadelaastronomia.files.wordpress.com.
5. Rebusco, P. Fusion in the Universe: dari mana asal perhiasan Anda. Diperoleh dari: scienceinschool.org.
6. Wikipedia. Super raksasa merah. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. VY Canis Majoris. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.