Pengertian serta penjelasan apa itu Bintang Wolf-Rayet

By | March 16, 2022

Bintang  Wolf-Rayet  atau Bintang Wolf-Rayet adalah bintang masif, hangat dan berevolusi hampir sampai akhir siklusnya. Mereka memiliki kehilangan materi yang intens terkait dengan angin bintang yang kuat, mereka memiliki durasi yang singkat, tetapi mereka tumbuh dengan kecepatan yang cukup tinggi. Di permukaannya, bintang-bintang ini dapat dengan mudah mencapai 100. Bintang-bintang ini memancarkan banyak radiasi dan terkadang bergabung untuk membentuk sistem biner.

Ringkasan

[ bersembunyi ]

  • 1 Penemuan
  • 2 Fitur
  • 3 Properti
  • 4 Variabel
  • 5 Evolusi
  • 6 Sumber

Penemuan

Mereka ditemukan oleh astronom Prancis Charles Wolf dan Georges Rayet, yang mengidentifikasi di konstelasi Swan tiga bintang aneh dengan pita emisi cerah dan warna kuning. Bintang WR diidentifikasi dengan inisial WR dan nomor (misalnya WR 134).

Karakteristik

Bintang Wolf Rayet sangat bercahaya, tetapi sangat jarang. Dari setiap 1000 bintang, mungkin kurang dari 30 adalah tipe Serigala Rayet. Lebih dari 300 bintang Wolf Rayet diketahui, tidak ada satupun yang berada di dekat Tata Surya tetapi hampir semuanya berada di Galaksi. Bintang Wolf Rayet sangat terang sehingga mudah dideteksi di galaksi lain di Gugus Lokal. Luminositasnya yang besar disebabkan oleh suhu permukaannya yang sangat tinggi, yang bisa mencapai 90.000 k atau lebih. Tidak ada bintang di Urutan Utama yang dapat menghasilkan energi sebanyak itu, itulah sebabnya bintang Wolf Rayet istimewa.

Jenis bintang ini memiliki suhu permukaan lebih dari 25.000 – 50.000 K, luminositas tinggi, dan sangat biru, dengan puncak emisinya terletak di ultraviolet. Spektrum mereka menunjukkan pita emisi cerah yang sesuai dengan hidrogen atau helium terionisasi. Permukaan bintang juga memiliki garis emisi yang luas untuk karbon, nitrogen, dan oksigen. Mereka merupakan tipe spektral W, yang dibagi menjadi dua jenis: WN (jika nitrogen berlimpah) dan WC (jika karbon berlimpah). Bintang Wolf-Rayet paling terang adalah dari jenis pertama. Mereka sering menjadi bagian dari sistem biner di mana bintang lain juga merupakan bintang masif tipe spektral O dan B, atau dalam beberapa sebagai objek runtuh seperti bintang neutron atau lubang hitam diyakini. Bintang paling terang dari jenis ini adalah Gamma-2 Velorum, dengan magnitudo semu 1,9 dan terletak di konstelasi Vela.

Massa rata-rata bintang Wolf Rayet adalah sekitar 10 massa matahari, sehingga suhunya tampak berlebihan untuk massa rendah seperti itu. Spektrum dari Wolf Rayet -sebenarnya- adalah anomali: ia memiliki garis emisi yang kuat dan melebar yang sesuai dengan Helium, Karbon, Oksigen dan Nitrogen terionisasi, tetapi hampir tidak ada garis penyerapan. Hal yang mengejutkan tentang bintang Wolf Rayet adalah kekurangan Hidrogen mereka. Semua bintang seharusnya mengubah Hidrogen menjadi Helium untuk menghasilkan energi, tetapi bintang Wolf Rayet memiliki sedikit atau tanpa Hidrogen.

Model pembentukan bintang saat ini dan bukti yang ditemukan menunjukkan bahwa bintang terbentuk dari awan molekuler – nebula – berlimpah Hidrogen. Bagaimana mungkin bintang Wolf Rayet dapat terbentuk secara eksklusif dari Helium? Ini tidak mungkin. Bintang Wolf Rayet harus terbentuk dengan cara yang sama, tetapi beberapa mekanisme bertanggung jawab untuk menghilangkan hidrogen di dalamnya.

Properti

 

Nebulositas atau Gelembung

Bintang seperti Matahari memancarkan spektrum kontinu yang tampak terganggu oleh garis serapan yang disebabkan oleh gas di atmosfernya. Di bintang Wolf Rayet juga tampak ada atmosfer yang berkembang pesat (3.000 km / detik) yang bertanggung jawab atas garis emisi yang diamati. Eksitasi radiasi bintang sangat tinggi sehingga gas tidak menghasilkan penyerapan, melainkan memancarkan energi. Bintang-bintang Wolf Rayet terlepas begitu keras dari cangkang gas ini sehingga kehilangan massanya pasti sangat signifikan. Kerugiannya sangat besar, cepat dan konstan.

Selubung gas yang meluas yang terdeteksi dalam spektrum dalam beberapa kasus terlihat jelas sebagai gelembung bercahaya rumit yang mengelilingi bintang Wolf Rayet. Dalam beberapa kasus, itu disebut nebula planet, meskipun nebula planet yang sebenarnya terjadi di bintang bermassa lebih rendah seperti Matahari.

Karakteristik bintang Wolf Rayet menunjukkan bahwa itu adalah bintang tipe spektral Of yang telah kehilangan selubung hidrogen luarnya karena angin bintang yang kuat. Transformasi dari bintang Of menjadi Wolf Rayet berlangsung singkat (100.000 tahun) dan melelahkan: dalam prosesnya, bintang tersebut kehilangan lebih dari 10 massa matahari.

Matahari juga akan kehilangan lapisan terluar Hidrogen saat ia menjadi nebula planet, tetapi dalam kasusnya, inti telanjangnya bukanlah bintang Wolf Rayet melainkan bintang katai putih. Perbedaan utama adalah bahwa katai putih mati: ia tidak lagi menghasilkan reaksi fusi nuklir, ia adalah bintang mati. Tapi bintang Wolf Rayet adalah inti dari jenis bintang yang masih hidup bahkan ketika dikupas.

Sekitar 50% dari bintang Wolf Rayet berada dalam sistem biner. Bintang pendamping biasanya bintang tipe spektral besar O atau B, dengan luminositas lebih rendah dari Wolf Rayet. Meskipun dalam sistem biner, Wolf Rayet memiliki massa yang lebih rendah daripada temannya, evolusi lanjutannya menyiratkan bahwa massa aslinya lebih tinggi, setidaknya dua kali lebih besar. Fakta bahwa bintang Wolf Rayet berada dalam tahap evolusi lanjutan berarti bahwa massa dan suhunya memaksanya menua lebih awal dari pendampingnya. Kedekatan ekstrim dari bintang pendamping dapat merangsang dan mempercepat hilangnya bintang Serigala Rayet secara besar-besaran.

Gamma Velorum (WC8 +07) adalah bintang Wolf Rayet tipe spektral O yang berada dalam sistem biner. Dalam kasus bintang Wolf Rayet tunggal, penyebab utama pelepasan besar-besaran adalah karena tekanan yang diberikan oleh radiasi dari inti menuju lapisan luar bintang.

Variabel

 

Kurva Visual WR HD 5980

Variabel erupsi Wolf dan Rayet adalah objek masif (sekitar 20 kali lebih besar dari Matahari) yang sangat bercahaya dari Populasi I, dengan magnitudo absolut antara -2,2 dan -6,7 dan suhu permukaan antara 25.000 dan 50.000 derajat. Mereka ditemukan pada tahun 1867 oleh C. Wolf dan G. Rayet saat melakukan pengamatan spektroskopi bintang di konstelasi Cygnus. Mereka memiliki angin bintang yang sangat kuat, padat dan panas dengan kecepatan antara 1000 dan 2500 km / s dan tingkat kehilangan massa yang sangat tinggi. Cara angin ini dihasilkan, produk dari tekanan radiasi, tidak diketahui, tetapi tidak diragukan lagi memainkan peran penting dalam evolusi benda-benda ini. Dengan demikian, WR kehilangan massa dalam bentuk angin dengan kecepatan antara 10-6 dan 10-5 massa matahari per tahun. Sebagai perbandingan,

Mereka menunjukkan garis emisi HeI, HeII yang luas serta CII-CIV, OII-OV, atau NIII-NV, membuat bintang jenis ini mudah diidentifikasi dengan spektroskopi. Mereka juga menghadirkan variasi kecerahan yang tidak teratur dengan amplitudo hingga 0,1 mag., Mungkin fisik, yang disebabkan oleh pelepasan materi yang tidak stabil di permukaannya. Dari sudut pandang spektroskopi, bukan fotometrik, bintang Wolf-Rayet dibagi menjadi 3 kelompok:

  • WN: nitrogen dan beberapa karbon dominan.
  • WC: dominan karbon, tidak ada nitrogen.
  • WO: langka, dengan rasio C/O <1.

Sekitar 10% dari WR yang diketahui memiliki amplop, sering disebut cincin nebular. Ini adalah daerah HII bulat dan hemisfer dengan jari-jari puluhan parsec, sisa-sisa pembentukan bintang. Bintang WR juga ditemukan dalam sistem biner dan ganda. Periode yang diketahui untuk sistem ini berkisar dari beberapa jam hingga beberapa tahun.

Evolusi

Bintang Wolf-Rayet berasal dari bintang paling masif dan paling terang dari semuanya, bintang tipe O spektral. Bintang-bintang ini memiliki angin bintang yang sangat kuat sehingga menyebabkan mereka kehilangan massa dengan sangat cepat, sampai fenomena yang disebutkan di atas terjadi. yang mempercepat hilangnya massa bahkan lebih, sehingga pada akhir hidupnya sebuah bintang yang bisa dimulai dengan 100 massa matahari hanya dapat memiliki 8 massa matahari. Bintang Wolf-Rayet dimulai sebagai tipe spektral WN akhir (WN9). Bintang-bintang ini sangat mirip dalam luminositas dan suhu dengan nenek moyang mereka.

Saat kehilangan massa, bintang menjadi lebih kecil dan, meskipun suhunya meningkat karena menunjukkan lapisan dalam yang lebih hangat saat bergerak ke tipe spektral sebelumnya (WN8, WN7, WN6, WN5 …), mengatakan peningkatan suhu tidak cukup untuk mengimbangi untuk penurunan kecerahan, sehingga bintang mengurangi luminositasnya (tidak seperti yang terjadi pada bintang kecil seperti Matahari, di mana pada tahap akhir evolusi mereka lebih terang daripada yang awal). Ada saatnya ketika bintang menjadi Wolf-Rayet (WC) yang kaya karbon, yang akhirnya meledak sebagai ledakan sinar gamma.