Betelgeuse 는 별자리 Orion의 알파 별이며 이것이 알파 Orionis라고도 불리는 이유입니다. 그것은 가장 큰 부피의 별인 적색 초거성 유형의 별이지만 반드시 가장 무거운 것은 아닙니다.
오리온의 알파 스타 임에도 불구하고, 리겔-베타 오리오 니스-가 가장 눈에 띄는 별자리이기 때문에 베텔게우스는 언뜻보기에 가장 밝은 별자리가 아닙니다. 그러나 적외선 및 근 적색 스펙트럼에서 Betelgeuse는 가장 밝고 표면 온도와 직접 관련이 있습니다.
그림 1. 별자리 오리온과 베텔게우스를 포함한 주요 별 4 개. 출처 : Pixabay.
이 별은 매우 밝기 때문에 고대부터 최초의 인간에 의해 분명히 관찰되었습니다. 밝기 순으로 보면 일반적으로 밤하늘에서 10 번째로 가장 밝고 우리가 말했듯이 오리온 별자리에서 두 번째로 밝습니다.
1 세기의 중국 천문학 자들은 베텔게우스를 노란 별이라고 묘사했습니다. 그러나 프톨레마이오스와 같은 다른 관찰자들은 그것을 주황색 또는 붉은 색이라고 불렀습니다. 훨씬 후인 19 세기 동안 John Herschel은 밝기가 가변적이라는 것을 관찰했습니다.
일어나는 일은 모든 별이 진화한다는 것입니다. 그래서 시간이 지남에 따라 색이 변하는 이유는 가장 표면적 인 층에서 가스와 먼지를 배출하기 때문입니다. 이것은 또한 광도를 변경합니다.
일반적 특성
Betelgeuse는 스펙트럼 유형 K 또는 M과 광도 유형 I을 갖는 특징이있는 적색 초거성의 특징적인 예입니다.
그들은 저온의 별입니다. Betelgeuse의 경우 약 3000K로 계산됩니다. 온도와 색상은 관련이 있습니다. 예를 들어 뜨거운 철 조각은 빨간색으로 뜨거워 지지만 온도가 상승하면 흰색으로 변합니다.
불과 8 백만년이 되었음에도 불구하고 Betelgeuse는 핵연료가 고갈되고 현재 크기로 부풀었기 때문에 주 시퀀스에서 빠르게 진화했습니다.
이 거대한 별들은 또한 다양한 광도를 가지고 있습니다. 최근 몇 년 동안 밝기가 감소하여 최근 회복되고 있지만 과학계를 걱정했습니다.
주요 특징은 다음과 같습니다.
- 거리 : 500 ~ 780 광년.
- 질량 : 17-25 태양 질량 사이.
- 반경 : 태양 반경 890 ~ 960 사이.
- 밝기 : 90,000 ~ 150,000 태양 광 밝기.
- 진화 상태 : 적색 초거성.
- 겉보기 크기 : +0.5 (가시) -3.0 (적외선 J 밴드) -4.05 (적외선 K 밴드).
- 나이 : 800 만 ~ 1000 만년
- 반경 방향 속도 : +21.0 km / s
Betelgeuse는 스펙트럼 등급 M에 속하며 이는 광구의 온도가 상대적으로 낮다는 것을 의미합니다. 유형 M1-2 Ia-ab로 분류됩니다.
스펙트럼 분류의 Yerkes 다이어그램에서 접미사 Ia-ab는 중간 광도의 초거성을 의미합니다. Betelgeuse의 발광 스펙트럼은 다른 별의 분류 기준으로 사용됩니다.
Betelgeuse의 지름은 8 억 6 천만에서 9 억 1 천만 킬로미터로 추정되며 간섭계로 지름을 측정 한 최초의 별이었습니다. 이 지름은 목성의 궤도와 비슷하지만 적색 초거성 중 가장 큰 지름은 아닙니다.
큰 크기에도 불구하고 우리 태양보다 10 배에서 20 배 정도 더 무겁지만, 별의 수명이 태양의 역수이기 때문에 그 질량은 별의 진화가 빨라질만큼 충분히 크다. 질량의 제곱.
형성과 진화
베텔게우스는 모든 별과 마찬가지로 수소 가스, 헬륨 및 우주 먼지의 거대한 구름으로 시작하여 다른 화학 원소와 함께 중심점 주변에 응축되어 질량 밀도가 증가했습니다.
일반적으로 차갑고 희박한 성간 물질로 구성된 성운 내에 위치한 성단을 형성하는 경우가 그렇다는 증거가 있습니다.
그림 2. 형성 단계에서 수많은 별이있는 IC396 성운. 가시 스펙트럼이 성운에 흡수되기 때문에 이미지는 적외선으로 촬영되었습니다. 출처 : NASA / Spitzer.
별의 형성, 그 생명과 죽음은 다음 사이의 영원한 전투입니다.
- 모든 물질을 한 지점에서 응축하는 경향이있는 중력 인력
- 각 입자의 개별 운동 에너지는 인력 지점에서 탈출하고 확장하는 데 필요한 압력을 함께가합니다.
원래의 구름이 중심을 향해 축소되면서 방사선을 방출하기 시작하는 원형 별이 형성됩니다.
중력 적 인력은 원자핵이 운동 에너지를 얻도록하지만, 원시성의 가장 밀도가 높은 중심에 멈 추면 전자기 복사를 방출하여 빛을 발하기 시작합니다.
수소 핵이 너무 빽빽하게 밀집되어 정전기 반발을 극복 할 수있는 충분한 운동 에너지를 획득하는 지점에 도달하면 강한 인력이 작용하기 시작합니다. 그런 다음 핵의 융합이 발생합니다.
수소 핵의 핵융합에서는 엄청난 양의 운동 에너지와 전자기 복사와 함께 헬륨과 중성자 핵이 형성됩니다. 이것은 핵 반응에서 질량 손실 때문입니다.
이것은 운동 압력과 복사 압력을 통해 별의 중력 압축에 대응하는 메커니즘입니다. 별이이 평형 상태에있는 한 주 계열에 있다고합니다.
붉은 거인 무대
위에서 설명한 과정은 수소가 헬륨으로 전환됨에 따라 연료가 고갈되기 때문에 적어도 매우 무거운 별의 경우 영원히 지속되지는 않습니다.
이런 식으로 중력 붕괴를 막는 압력이 감소하고 따라서 별의 핵심이 압축됨에 따라 외층이 팽창하고 가장 에너지가 많은 입자의 일부가 공간으로 탈출하여 별을 둘러싼 먼지 구름.
이런 일이 발생하면 적색 거성 상태에 도달했으며 이것이 Betelgeuse의 경우입니다.
그림 3. 오리온 자리에서 태양 800 개에서 130 파섹 크기의 적색 초거성 베텔게우스는 별의 원반을 보여줍니다. (출처 : HST).
항성 진화에서 별의 질량은 삶과 죽음의 시간을 정의합니다.
Betelgeuse와 같은 초거성은 수명이 짧아 주 계열을 매우 빠르게 통과하는 반면 덜 거대하지 않은 적색 왜성은 수백만 년 동안 적당히 빛납니다.
베텔게우스는 천만년 된 것으로 추정되며 진화주기의 마지막 단계에있는 것으로 간주됩니다. 약 10 만년 후에 그 수명주기는 거대한 초신성 폭발로 끝날 것이라고 생각됩니다.
구조 및 구성
Betelgeuse는 맨틀과 대기로 둘러싸인 밀도가 높은 코어를 가지고 있으며 이는 지구 궤도 직경의 4.5 배입니다. 그러나 2011 년에 별이 자체에서 유래 한 거대한 물질 성운으로 둘러싸여 있음이 발견되었습니다.
베텔게우스를 둘러싸고있는 성운은 별의 표면에서 600 억 킬로미터까지 뻗어 있으며, 이것은 지구 궤도 반경의 400 배입니다.
마지막 단계에서 적색 거성들은 상대적으로 짧은 시간에 엄청난 양의 물질을 주변 공간으로 방출합니다. Betelgeuse는 불과 10,000 년 만에 태양의 질량과 동등한 양을 흘리는 것으로 추정됩니다. 이것은 별의 시간에 불과합니다.
아래는 ESO (European Organization for Astronomical Research in the Southern Hemisphere)에 의해 칠레 안토 파가 스타의 Cerro Paranal에 위치한 VLT 망원경으로 얻은 별과 성운의 이미지입니다.
그림에서 중앙 빨간색 원은 지구 궤도의 4 배 반의 지름을 가진 별 Betelgeuse입니다. 그 다음 검은 원반은 우리가 별을 둘러싸고있는 성운을 볼 수 있도록 가려진 매우 밝은 영역에 해당합니다. 이는 말했듯이 지구 궤도 반경의 최대 400 배까지 확장됩니다.
이 이미지는 적외선 범위에서 촬영하고 다른 영역을 볼 수 있도록 색상을 지정했습니다. 파란색은 가장 짧은 파장에 해당하고 빨간색은 가장 긴 파장에 해당합니다.
그림 4. 중앙의 작은 빨간색 원은 별표 Betelgeuse이고 검은 색 원은 매우 밝은 영역의 마스킹입니다. 검은 색 원 주위에는 별이 뿜어내는 물질로 구성된 성운이 보입니다. (출처 : ESO-VLT)
Betelgeuse에있는 요소
모든 별과 마찬가지로 Betelgeuse는 주로 수소와 헬륨으로 구성됩니다. 그러나 마지막 단계에서 별이기 때문에 내부에서 주기율표에서 다른 무거운 원소를 합성하기 시작합니다.
별이 던진 물질로 구성된 베텔게우스를 둘러싼 성운의 관측은 실리카 먼지와 알루미나의 존재를 나타냅니다. 이 물질은 지구와 같은 대부분의 암석 행성을 구성합니다.
이것은 Betelgeuse와 유사한 수백만 개의 별이 과거에 존재했으며 지구를 포함하여 태양계의 암석 행성을 구성하는 물질을 제공한다는 것을 알려줍니다.
Betelgeuse 감쇠
최근 Betelgeuse는 2019 년 10 월 초에 불과 몇 달 만에 눈에 띄게 어두워지기 시작했기 때문에 국제 언론에 뉴스입니다.
예를 들어 2020 년 1 월의 밝기는 2.5 배 감소했습니다. 그러나 2020 년 2 월 22 일이되자 어두움이 멈추고 다시 밝아지기 시작했습니다.
이것은 가시 스펙트럼을 의미하지만 적외선 스펙트럼의 밝기는 지난 50 년 동안 상당히 안정적으로 유지 되었기 때문에 천문학 자들은 초신성 폭발로 이어지는 단계.
반대로, 별 자체가 분출 한 먼지 구름 때문에 전자기 스펙트럼의 가시적 인 대역의 흡수 및 분산에 관한 것입니다.
이 먼지 구름은 적외선에는 투명하지만 가시 스펙트럼에는 투명하지 않습니다. 별을 둘러싼 두꺼운 먼지 구름이 빠르게 멀어지고 있으므로 신화 사냥꾼 오리온의 어깨는 분명히 훨씬 더 오랫동안 하늘에 남아있을 것입니다.
참고 문헌
- Astronoo. 베텔게우스. 출처 : astronoo.com.
- Pasachoff, J. 2007. 우주 : 새로운 천년의 천문학. 세 번째 버전. Thomson-Brooks / Cole.
- Seeds, M. 2011. 천문학의 기초. 제 7 판. Cengage 학습.
- 창 열기. 질량-광도 관계. 출처 : media4.obspm.fr
- Wikipedia. 베텔게우스. 출처 : es.wikipedia.com
- Wikipedia. 오리온 OB1 항성 협회. 출처 : es.wikipedia.com