ベテルギウスは星座オリオンのアルファスターです。そのため、アルファオリオンスとも呼ばれます。それは赤い超巨大タイプの星であり、最大の体積の星ですが、必ずしも最も重いわけではありません。
オリオンのアルファスターであるにも関わらず、一見するとベテルギウスは星座で最も明るくはありません。なぜなら、リゲル（ベータオリオンス）が最も際立っているからです。ただし、赤外線と赤に近いスペクトルでは、ベテルギウスが最も明るく、表面温度に直接関係しています。
図1.星座オリオンと、ベテルギウスを含む4つの主な星。出典：Pixabay。
この星は、その光度が大きいため、古代から最初の人間によって確かに観測されました。明るさの順では、通常、夜空で10番目に明るく、前述したように、星座オリオンで2番目に明るくなります。
1世紀の中国の天文学者は、ベテルギウスを黄色の星と表現しました。しかし、プトレマイオスのような他の観察者はそれをオレンジ色または赤みがかった色と呼びました。はるか後の19世紀に、ジョンハーシェルはその明るさが変化することに気づきました。
何が起こるかというと、すべての星が進化します。それが、最も浅い層からガスとダストを追い出すので、それらの色が時間とともに変化する理由です。これにより、明るさも変わります。
一般的な特性
ベテルギウスは、赤色超巨星の特徴的な例で、スペクトルタイプがKまたはMで、光度タイプがIです。
それらは低温星です。ベテルギウスの場合、3000 K前後と計算されています。温度と色は関係があります。たとえば、熱い鉄片は真っ赤ですが、温度が上がると白くなります。
ベテルギウスはたったの800万年前のものですが、核燃料がなくなって現在の次元に膨張したため、メインシーケンスから急速に進化しました。
これらの巨大な星も光度が変化します。近年回復しているものの、その明るさは減少し、科学界を悩ませています。
主な特徴は次のとおりです。
- 距離：500〜780光年。
- 質量：17から25の太陽質量。
- 半径：890〜960の太陽半径。
- 明るさ：90,000〜150,000の太陽の明るさ。
- 進化の状態：赤い超巨大。
- 見かけの等級：+0.5（可視）-3.0（赤外線Jバンド）-4.05（赤外線Kバンド）。
- 年齢：800万〜1,000万年。
- ラジアル速度：+21.0 km / s
ベテルギウスはスペクトルクラスMに属しています。これは、その光球の温度が比較的低いことを意味します。タイプM1-2 Ia-abに分類されます。
スペクトル分類のYerkesダイアグラムでは、接尾辞Ia-abは、中間光度の超巨大であることを意味します。ベテルギウスの発光スペクトルは、他の星の分類の基準として使用されます。
ベテルギウスの直径は860〜9億1000万キロメートルと推定されており、干渉計によって直径が測定された最初の星でした。この直径は木星の軌道の直径に匹敵しますが、赤い超巨星の中で最大ではありません。
大きなサイズにもかかわらず、太陽の10〜20倍の大きさしかありませんが、恒星の寿命はその逆であるため、その質量は恒星の進化を速くするのに十分な大きさです。その質量の二乗。
形成と進化
ベテルギウスは、他のすべての星と同様に、水素ガス、ヘリウム、その他の化学元素を含む宇宙塵の巨大な雲として始まり、それらは中心点の周りに凝縮し、その質量密度を増加させました。
これは、一般に冷たくまばらな星間物質からなる星雲内にある星団の形成に当てはまるという証拠があります。
図2.形成段階の多数の星を持つIC396星雲 可視スペクトルは星雲に吸収されるため、画像は赤外線で撮影されました。出典：NASA / Spitzer。
星の形成、その生と死は永遠の戦いです：
- 一点ですべての物質を凝縮する傾向がある重力の引力と
- 各粒子の個々の運動エネルギーは、引力点から脱出し、拡張するために必要な圧力を一緒に発揮します。
元の雲が中心に向かって縮むと、放射線を放出し始める原始星が形成されます。
重力の引力によって原子核は運動エネルギーを獲得しますが、原始星の最も密度の高い中心で停止すると、電磁放射を放出して輝き始めます。
水素原子核が非常に密に詰め込まれ、静電反発力を克服するのに十分な運動エネルギーを獲得するポイントに到達すると、強力な引力が作用し始めます。次に、核の融合が起こります。
水素原子核の核融合では、ヘリウムと中性子原子核が形成され、大量の運動エネルギーと電磁放射が発生します。これは、核反応での質量の損失によるものです。
これは、運動圧力と放射圧力によって、星の重力圧縮を打ち消すメカニズムです。星がこの平衡状態にある限り、主系列にあると言われています。
赤い巨人ステージ
水素がヘリウムに変換されると燃料が枯渇するため、上記のプロセスは、少なくとも非常に大規模な星では、永遠に続くわけではありません。
このようにして、重力崩壊に対抗する圧力が減少し、それによって星の中心が圧縮され、同時に外層が膨張し、最もエネルギー的な粒子の一部が空間に逃げて、星を取り巻く塵雲。
これが発生すると、赤い巨人の状態に達し、これがベテルギウスの場合です。
図3.オリオン座の800太陽から130パーセクの大きさの赤い巨星であるベテルギウスは、その恒星の円盤を示しています。（出典：HST）。
恒星の進化では、星の質量が生と死の時間を定義します。
ベテルギウスのような超巨星は寿命が短く、メインシーケンスを非常に速く通過しますが、それほど大きくない赤い小人は何百万年もの間穏やかに輝きます。
ベテルギウスは推定1,000万年前であり、その進化サイクルの最終段階にあると考えられています。10万年程度で、そのライフサイクルは大規模な超新星爆発で終わると考えられています。
構造と構成
ベテルギウスは、マントルと大気に囲まれた密な核を持ち、地球の軌道の直径の4.5倍です。しかし、2011年に、その星は、それ自体から発生する物質の巨大な星雲に囲まれていることが発見されました。
ベテルギウスを取り巻く星雲は、星の表面から600億キロメートル伸びます。これは、地球の軌道半径の400倍です。
その最終段階では、赤い巨人は周囲の空間に物質を放出します。これは比較的短時間で膨大な量になります。ベテルギウスは、わずか10,000年で太陽の質量に相当する量を放出すると推定されています。これはほんの一瞬です。
以下は、ESO（南半球の欧州天文研究機関）によってチリのアントファガスタのセロパラナルにあるVLT望遠鏡で取得した星とその星雲の画像です。
この図では、中央の赤い円が適切に星のベテルギウスであり、直径は地球の軌道の4倍半です。次に、黒い円盤は非常に明るい領域に対応します。これは、言われているように、地球の軌道半径の最大400倍に広がる星を囲む星雲を見ることができるようにマスクされています。
この画像は赤外線領域で撮影され、さまざまな領域が見えるように色付けされています。青は最も短い波長に対応し、赤は最も長い波長に対応します。
図4.中央の小さな赤い円は星のベテルギウス、黒い円は非常に明るい領域のマスキングです。黒い円の周りには、星から放出された物質からなる星雲が見えます。（出典：ESO-VLT）
ベテルギウスに存在する要素
すべての星と同様に、ベテルギウスは主に水素とヘリウムで構成されています。ただし、最終段階では星なので、内部では周期表から他のより重い元素を合成し始めます。
ベテルギウスを取り巻く星雲の観測は、星が投げた物質で構成され、シリカダストとアルミナの存在を示しています。この材料は、地球のような岩の多い惑星のほとんどを構成するものです。
これは、ベテルギウスに似た数百万の星が過去に存在し、地球を含む太陽系の岩の惑星を構成する材料を提供していたことを示しています。
ベテルギウス減衰
近年、ベテルギウスは国際的な報道のニュースです。2019年10月の初めに、その光はほんの数か月でかなり暗くなり始めました。
たとえば、2020年1月の場合、明るさは2.5倍減少しました。しかし、2020年2月22日までに、減光を停止し、明るさを取り戻し始めました。
これは可視スペクトルを指しますが、赤外線スペクトルでは、過去50年間、その明るさはかなり安定しています。そのため、天文学者は、このような光の変化ではないと考えています超新星爆発に至るまでの段階。
逆に、星自体が放出したのは、塵の雲による電磁スペクトルの可視帯域の吸収と分散です。
このダストクラウドは、赤外線には透過しますが、可視スペクトルには透過しません。どうやら星を取り巻く厚いちりの雲は急速に星から遠ざかっていくので、神話の狩人であるオリオンの肩はきっとずっと長く空に留まっています。
参考文献
- Astronoo。ベテルギウス。から回復：astronoo.com。
- Pasachoff、J。2007。コスモス：ニューミレニアムの天文学。第3版。トムソン・ブルックス/コール。
- 種子、2011年。天文学の基礎。第7版。Cengage Learning。
- 窓を開ける。質量と光度の関係。リカバリ元：media4.obspm.fr
- ウィキペディア。ベテルギウス。から回復：es.wikipedia.com
- ウィキペディア。オリオンOB1恒星協会。から回復：es.wikipedia.com