CARE ESTE CEA MAI MARE STEA DIN GALAXIE? DAR DIN UNIVERS?

 

Probabil că NU este cea mai importantă întrebare din lume, însă e bine să fiți pregătit(ă) pentru EA, atunci când cineva v-o va adresa. Într-o galaxie cu peste 350 de miliarde de stele – un număr astronomic ce pare expresia unei estimări, iar nu a unui sondaj – pare ceva sofisticat să te joci cu această întrebare. Dar dacă vreunul din copiii Dumneavoastră vă va pune această întrebare, la un moment dat, sau poate mătușa, o verișoară, mama, soțul, soția, bunica, președintele comitetului de scară …, iată ce ar trebui să-i răspundeți, după ce veți pretinde că aveți nevoie de puțin timp pentru documentare. Să începem cu niște termeni de bază. Sunteți gata?

RAZĂ SOLARĂ ȘI MASĂ

Când vorbim de dimensiunea stelelor, este important să ținem cont de Soarele nostru, ca reper și măsură de comparație. Steaua noastră are 1,4 milioane km de la un capăt la celălalt. Acesta este un număr foarte mare și este greu de pus într-o scară de mărime. De asemenea, Soarele reprezintă cam 99,9% din materia sistemului nostru solar. De fapt, în interiorul Soarelui ar încăpea un milion de planete de mărimea Terrei.

Utilizând aceste valori, astronomii au creat termenii de ”rază solară” și ”masă solară”, utilizați pentru a compara stelele ce sunt mai mari sau mai mici decât Soarele nostru. O rază solară măsoară 690.000 km iar o masă solară 2 x 1030 kg. Adică: 2.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kg.

Un alt aspect de luat în considerare este acela că Soarele nostru este o stea destul de mică. Ca stea de secvență principală de tip G (o stea G2V), cunoscută sub numele de pitică galbenă, sub clasa sa de mărime, se poziționează către capătul listei stelelor mici. Deși este cu siguranță o stea mai mare decât cele ce aparțin celui mai comun tip de stele, tipul M sau piticile roșii – Soarele este cu siguranță o stea pitică, în comparație cu gigantele albastre sau cu alte clase spectrale.

CLASIFICARE

Pentru a înțelege mai bine, stelele sunt grupate în funcție de caracteristicile lor esențiale, reprezentate de clasa lor spectrală (ex: culoare), temperatură, dimensiune și strălucire. Cea mai comună metodă de clasificare este cea cunoscută sub numele de sistem Morgan – Keenan (MK), care clasifică stelele în funcție de temperatură, utilizând literele O, B, A, F, G, K și M, – ”O” fiind cea mai fierbinte stea și ”M” – cea mai rece. Fiecare clasă de litere este apoi subdivizată utilizând o cifră, cu ”0” fiind cea mai fierbinte și ”9” cea mai rece (ex: O1 și M9 reprezintă cea mai fierbinte, respectiv cea mai rece stea).

În sistemul MK, clasa de luminozitate este adăugată utilizând numerale romane. Acestea sunt bazate pe lățimea liniilor de absorbție din spectrul stelar (cu densitate variabilă în funcție de atmosferă), astfel distingându-se stelele gigante de stelele pitice. Clasele de luminozitate 0 și I se aplică hiper sau supergigantelor; clasele II , III și IV se aplică stelelor strălucitoare, gigantelor obișnuite și subgigantelor; clasa V este pentru stelele de secvență principală; iar clasele VI și VII se aplică stelelor pitice și sub-pitice.

Mai există și diagrama Hertzsprung-Russell, care raportează clasificarea stelelor la magnitudinea absolută (strălucirea intrinsecă), luminozitate și temperatura de la suprafață. Este utilizată aceeași clasificare pentru tipurile spectrale, variind de la albastru și alb – la un capăt, până la roșu la celălalt capăt, care apoi este combinată cu stelele ce au magnitudine vizuală absolută (Mv) pentru a le plasa apoi pe o diagramă bidimensională.

În medie, stelele din gama O sunt mai fierbinți decât cele din alte clase, atingând temperaturi efective de până la 30.000 K. În același timp, acestea sunt mult mai mari și mai masive, atingând dimensiuni de până la 6,5 raze solare și 16 mase solare. La capătul inferior, stelele de tip K și M (pitice roșii și portocalii) tind să fie mai reci (între 2.400 și 5.700 K), măsurând între 0,7 și 0,96 raze solare și având o masivitate de 0,08 – 0,8 din cea a Soarelui nostru.

Pe baza clasificării competente a Soarelui nostru (G2V), putem –deci- spune că este o stea de secvență principală, cu o temperatură către 5.800 K. Acum – haideți să luăm în considerare un alt sistem stelar faimos din galaxia noastră – Eta Carinae, un sistem format din cel puțin două stele, situat la 7.500 ani lumină în direcția constelației Carinae. Steaua primară a acestui sistem este estimată a avea de 250 de ori dimensiunea Soarelui, cu un minimum de 120 de mase solare și cu o strălucire de un milion de ori mai mare – fiind astfel una dintre cele mai mari și mai strălucitoare stele observate vreodată. Există – cu toate acestea – o controversă privind dimensiunea acestei lumi. Cele mai multe dintre stele pierd din masa în timp prin intermediul vântului solar sau stelar. Dar Eta Carinae este atât de mare încât eliberează în spațiu în fiecare an 500 de mase terestre. Cu o asemenea pierdere de masă, este dificil pentru astronomi să măsoare cu acuratețe exact unde se sfârșește steaua și unde începe vântul stelar al acesteia. De asemenea, este estimat că Eta – Carinae va exploda într-un viitor nu prea îndepărtat și spectacolul supernovei produse va fi cel mai ”spectaculos” dintre cele pe care oamenii le-au văzut vreodată.

În termenii masei pure sau absolute, topul aparent este condus de R136a1, o stea situată în Marele Nor Magellanic, la o depărtare de 163.000 de ani lumină. Se consideră că această stea ar putea conține aproximativ 315 mase solare, un puzzle pentru astronomi, deoarece aceștia credeau că cele mai mari stele pot conține maxim 150 mase solare. Răspunsul este că – probabil – R136a1 s-a format prin fuziunea câtorva stele. În orice moment, desigur, R136a1 ar putea exploda ca hypernova.

În termenii stelelor mari, Betelgeuse servește ca un bun exemplu. Situată în umărul lui Orion, această stea supergigantă roșie are o rază de 950 – 1200 mai mare decât raza Soarelui și dacă s-ar afla în locul Soarelui, ca dimensiune ar depăși locația actuală a planetei Jupiter.

Cu toate acestea, chiar dacă am folosit uriașa gigantă roșie a lui Orion pentru comparație, încă nu am trecut la următorul nivel din jocul nostru ”care este cea mai mare stea?”. Ar trebui să evaluăm și WOH G64, o stea supergigantă roșie situată în Marele Nor Magellanic, la aproximativ 168.000 ani lumină de Terra. Cu un diametru de 1.540 raze solare, acestă stea este actualmente una dintre cele mai mari stele din universul cunoscut.

Dar există și RW Cephei, o stea hipergigantă portocalie din constelația Cepheus, situată la 3.500 de ani lumină de Terra, cu un diametru de 1.535 de raze solare. Westerlund 1-26 este, de asemenea, destul de mare, o supergigantă sau hipergigantă roșie situată în cadrul roiului stelar Westerlund 1, cam la 11.500 ani lumină de noi și care măsoară 1.530 raze solare în diametru. Deocamdată, V354 Cephei și VX Sagittarri sunt la scor strâns, când vine vorba de dimensiune, ambele având – după o estimare – un diametru de 1.520 raze solare.

CEA MAI MARE STEA: UY SCUTI

La momentul actual, titlul de cea mai mare stea din Univers (pe care o cunoaștem) este disputat de doi concurenți. De exemplu UY Scuti este în fruntea listei. Situată la 9.500 de ani lumină depărtare, în constelația Scutum, această stea variabilă pulsatilă supergigantă roșie are o rază estimată de 1.708 raze solare – sau 2,4 miliarde de km (15,9 UA), cu un volum de 5 miliarde de ori mai mare decât al Soarelui. Cu toate acestea, această estimare are o marjă de eroare de + sau – 192 de raze solare, ceea ce înseamnă că ar putea avea maxim 1.900 raze solare, sau minim 1.516 raze solare. Considerând marja de eroare cu minus (adică posibilitatea de a măsura 1.516 raze solare), atunci UY Scuti ar fi plasată sub stele prexum V354 Cephei sau VX Sagittarii. A doua stea de pe lista celor mai mari stele cunoscute este NML Cygni, o hipergigantă roșie variabilă, cu locația în constelația Cygnus, la 5.300 ani lumină depărtare de Terra. Datorită situării acestei stele în interiorul unei nebuloase circumstelare, este ascunsă bine de praful rezultat. Așa încât, astronomii au estimat dimensiunea sa ca având între 1.642 și 2.775 raze solare, ceea ce înseamnă fie că este cea mai mare stea din Universul cunoscut, fie cea de-a doua cea mai mare stea, clasată nu prea departe de UY Scuti.

Până nu demult, cu câțiva ani în urmă, titlul de cea mare stea i-a revenit lui VY Canis Majoris, o hipergigantă roșie din Constelația Canis Major, situată la 5.000 de ani lumină depărtare de Terra. În 2006, prof. Roberta Humphrey de la Universitatea Minnesota a estimat că dimensiunea acestei stele ar putea fi de 1.540 de ori mai mare ca a Soarelui. Însă masa estimată a acestei stele, de 1420, o plasează în clasament pe poziția 8, după V354 Cephei și VX Sagittarii.

Acestea sunt cele mai mari stele pe care le cunoaștem, dar Calea Lactee deține probabil zeci de stele probabil mult mai mari care sunt ascunse de gaz și praf, făcându-le dificil de observat. Însă, chiar și dacă nu putem găsi aceste stele, avem posibilitatea de a teoretiza privind dimensiunea și masa pe care le-ar avea. Așadar: cât de mari pot fi stelele? Încă o dată, prof. Roberta Humphreys de la Universitatea Minnesota a furnizat un răspuns, explicând că cele mai mari stele din Univers sunt cele mai reci. Așa încât, deși Eta Carinae este cea mai luminoasă stea pe care o cunoaștem, ea este extrem de fierbinte – 25.000 K – în consecință cu o mărime de numai 250 de raze solare. Cele mai mari stele, prin contrast, vor fi supergiganții reci. De exemplu, VY Canis Major are o temperatură de numai 3.500 K și o stea cu adevărat mare ar fi chiar și mai rece.

La o temperatură de 3.000 K, Humphreys estimează că supergiganta rece ar fi de 2.600 de ori mai mare ca Soarele, estimare sub marja maximă a stelei NML Cygni, dar deasupra estimărilor medii pentru aceasta și UY Scutii. De aceea, aceasta este limita superioară a unei stele (cel puțin teoretic, pe baza cunoașterii actuale).

Pe măsură ce vom scruta în adâncul Universului cu instrumentele sofisticate din prezent și viitor, sau vom explora spațiul cosmic cu roboți sau misiuni cu echipaj uman, avem promisiunile unor descoperiri extraordinare care vor ajuta umanitatea să pasul înainte.

Sursa: UniverseToday

Traducere și adaptare: Ciprian Crișan


Care este cea mai mare stea din galaxie? Dar din Univers?
Versiune audio - via Ruxandra Munteanu

Lasă un răspuns