Algol
Algol, Beta Persei, er en lysende multipel stjerne i Perseus. Den er den næstklareste stjerne i stjernebilledet efter Mirfak, Alpha Persei. Stjernen er også kendt som Gorgona, Gorgonea Prima, Demon Star og El Ghoul. Den ligger i en omtrentlig afstand på 90 lysår fra Jorden og har en tilsyneladende størrelsesgrad, der varierer mellem 2,12 og 3,4.
Navnet Algol kommer fra den arabiske sætning “raʾs al-ghūl”, der betyder “ghoulens hoved” eller “dæmonens hoved”. I Perseus repræsenterer stjernen hovedet af gorgonen Medusa, det mytiske uhyre, der var så forfærdeligt i sit udseende, at blot at se på hende ville forvandle folk til sten.
Algol, Beta Persei, billede: Wikisky
Algol er en af de mest kendte variable stjerner på himlen og en prototype for en klasse af formørkende variable stjerner, der er kendt som Algol-variable. Det er et tredobbelt stjernesystem bestående af Beta Persei Aa1, en hovedsekvensstjerne i B-klassen, Beta Persei Aa2, en orange undergigant, og Beta Persei Ab, en svagere stjerne i A-klassen. Beta Persei Aa1 og Aa2 danner et binært par. De er meget tæt på hinanden (i gennemsnit kun 0,06 astronomiske enheder fra hinanden, eller ca. 1/17 af afstanden mellem Jorden og Solen), og de kredser ret hurtigt om hinanden. Når de kredser om hinanden, passerer stjernerne foran hinanden, hvilket forårsager formørkelser.
Algol (β Persei) er et tredobbelt stjernesystem (Algol A, B og C) i stjernebilledet Perseus, hvor den store og lyse primærstjerne Algol A regelmæssigt formørkes af den svagere Algol B hver 2,87 dag. Det formørkende binære par er kun adskilt af 0,062 astronomiske enheder (AU) fra hinanden, faktisk så tæt på hinanden, at Algol A langsomt fortærer den mindre massive Algol B ved hele tiden at fjerne Algol B’s ydre lag. Denne animation er sammensat af 55 billeder fra CHARA-interferometeret i det nær-infrarøde H-bånd, sorteret efter omløbsfase. Fordi nogle faser er dårligt dækket, hopper B på nogle punkter langs sin bane. Fasen for hvert billede er angivet nederst til venstre. Billederne varierer i kvalitet, men de bedste har en opløsning på 0,5 milliarcsekund, eller ca. 200 gange bedre end Hubble-rumteleskopet. (Et milliarcsekund er omtrent på størrelse med en fjerdedel på toppen af Eiffeltårnet set fra New York City). Tidevandsforvridninger af Algol B, der giver den et aflangt udseende, er let synlige. Tidevandsforvrængninger resulterer også i “tyngdekraftens mørkfarvningseffekter”, hvorved et betydeligt antal billeder af Algol B viser, at billedets kant eller “rand” faktisk er lysere end midten. Billede: Fabien Baron, Dept. of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1090
Algols lysstyrke er normalt på 2,1, med 10 timers lange formørkelser hver 2,867328 dag (2 dage, 20 timer og 49 minutter), hvor den svagere Beta Persei Aa2 passerer foran Beta Persei Aa1, og systemets lysstyrke falder til 3,4. Når den lysere komponent passerer foran den svagere, opstår der en sekundær formørkelse, men den kan ikke opdages visuelt, kun fotoelektrisk. En tredje komponent, der er meget svagere end de to andre stjerner, blev også opdaget i systemet. Den kredser om det binære hovedpar hvert 1,85 år.
Interpolation af Aa2’s bane omkring Aa1 med fokus på Aa1.
Fotos taget med CHARA-interferometeret i det nær-infrarøde H-bånd. Animation udført på Mathematica af Simon Tyran (Yukterez, Wien, 2.2.2016). Faser sorteret efter Stigmatella Aurantiaca.
En lignende mekanisme er på spil i andre typer af formørkede binære stjerner. Det, der adskiller Algol-variabler fra f.eks. Beta Lyrae- og W Ursae Majoris-variabler, er, at stjerner af Algol-typen har en kugleformet eller let ellipsoidisk form. Deres komponenter er ikke så tæt på hinanden, at de forårsager deformationer i formen, som det er tilfældet med de to andre typer.
Algols formørkelser kan observeres uden teleskop. Stjernens lysstyrke kan undertiden ses falde og stige på samme nat. To nærliggende stjerner, Epsilon Persei (mag. 2,88) og Almach (mag. 2,1), kan bruges som reference, når man ser forløbet af formørkelserne.
Algol, Epsilon Persei og Almach, billede: Wikisky
ALGOL PARADOX
Observationer af Algol førte til Algol-paradokset, som lå i forskellen mellem massen og udviklingsstadiet hos de to komponenter i det formørkede binære system. I første omgang syntes stjernesystemet at udvikle sig på en måde, der trodsede de etablerede overbevisninger om stjernernes udvikling.
Undersøgelserne af Algol udfordrede teorien om, at stjerners udviklingshastighed afhænger af deres masse, hvilket betyder, at jo større masse, jo hurtigere vil stjernen udvikle sig ud af hovedrækken. Dette ser ikke ud til at ske med Algol. Selv om begge komponenter i det binære system er dannet på omtrent samme tid, er den primære, mere massive stjerne i systemet stadig på hovedrækken, mens den mindre massive sekundære komponent har udviklet sig til en undergigant.
Algol-systemet som det så ud den 12. august 2009. Dette er ikke en kunstnerisk gengivelse, men derimod et ægte todimensionelt billede med 1/2 milli-bue-sekunders opløsning i det nær-infrarøde H-bånd, rekonstrueret fra data fra CHARA-interferometeret. Det aflange udseende af Algol B og det runde udseende af Algol A er ægte. Algol C’s form er derimod en artefakt. Billede: Dr. Fabien Baron, Dept. of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1090
Paradokset forklares med masseoverførsel, et fænomen, der ikke er ualmindeligt i tætte binære stjerner. Den mere udviklede sekundære komponent var ikke altid den mindre massive, men strømmen af materiale mellem stjernerne forstyrrede den normale udviklingsproces, og den oprindeligt mere massive stjerne (i dette tilfælde undergiganten) mistede en stor del af sin masse til ledsageren (hovedrækkestjernen).
Den franske astronom Édouard Roche fra det 19. århundrede var den første til at forklare mekanikken bag den akkretion, der sker i nære binære systemer. Hver stjerne har et tåreformet omgivende område, nu kaldet Roche-lappen, som indeholder omløbende materiale, der er gravitationelt bundet til stjernen. Regionens spids peger i retning af ledsagerstjernen. Roche-lobben repræsenterer det maksimum, som en stjerne kan nå, før den begynder at overføre materiale til sin ledsager. Når en stjerne overskrider sin Roche-lobe, falder materialet uden for loben ned i ledsagerstjernens Roche-lobe. Med tiden afgiver den mere massive og udviklede stjerne meget af sit materiale, som tilføres ledsagestjernen, der så gradvist bliver mere massiv.
FACTS
Algol var en af de første ikke-nova variable stjerner, der nogensinde blev opdaget. Stjernen har været kendt siden oldtiden. Det ældste skriftlige vidnesbyrd om dens opdagelse – en gammel egyptisk kalender over heldige og uheldige dage – er omkring 3.200 år gammel.
Stjernen er blevet forbundet med dæmoner, vold og død på tværs af forskellige kulturer: ghouls i den arabiske verden, Gorgonen i den græske mytologi og Rōsh ha Sāṭān (Satans hoved) i hebraisk folklore. Stjernens latinske navn i det 16. århundrede var Caput Larvae, der betyder “spøgelsens hoved”. Middelalderens astrologer betragtede Algol som en af de mest uheldige stjerner. Den var en af de 15 beheniske stjerner, der blev anset for at være en kilde til astrologisk kraft og brugt i forskellige ritualer.
Perseus og Caput Medusæ, plade 6 i Urania’s Mirror, et sæt himmellegemkort ledsaget af A familiar treatise on astronomy … af Jehoshaphat Aspin. London. Astronomisk kort, der viser Perseus, der holder et blodigt sværd, og Medusas afhuggede hoved, der danner stjernebilledet.
Algol kaldes undertiden Gorgonea Prima, med henvisning til gorgonen Medusa. Den er den klareste af en kvartet af stjerner kaldet Gorgonea. De tre andre stjerner, der alle befinder sig i nærheden af Algol, er Pi Persei (π Persei, Gorgonea Secunda), en hvid hovedrækkefølgestjerne med en tilsyneladende størrelsesorden på 4,7, Rho Persei (ρ Persei, Gorgonea Tertia), en rødlig (klasse M) lysende kæmpe med en visuel størrelsesorden på 3.39, og Omega Persei (ω Persei, Gorgonea Quarta), en orange kæmpestjerne med en magnitude på 4,6.
Algol med Pi, Rho og Omega Persei, billede: Wikisky
Algol ligger i dag i en afstand på omkring 90 lysår, men den lå engang meget tættere på solsystemet. For omkring 7,3 millioner år siden kom den inden for 9,8 lysår fra Solen og lyste med en magnitude på omkring -2,5, hvilket er meget lysere, end Sirius er i dag. (Sirius har en tilsyneladende magnitude på -1,46.) Algols nærhed og masse kan have forårsaget en stigning – om end en lille en – i antallet af kometer, der kommer ind i solsystemets indre regioner.
I dag er Algol den 61. klareste stjerne på himlen, når den er allermest lysstærk (mag. 2,12). Den er kun lidt svagere end Denebola (Beta Leonis, mag. 2,11) i Løven, Saiph (Kappa Orionis, mag. 2,09) i Orion og Kochab (Beta Ursae Minoris, mag. 2,08) i Ursa Minor, og den overstråler lige akkurat Muhlifain (Gamma Centauri, mag. 2,17) i Centaurus, Aspidiske (Iota Carinae, mag. 2.21) i Carina og Suhail (Lambda Velorum, mag. 2.21) i Vela.
LIGNING
Algol er relativt let at finde, fordi den ligger i samme område af himlen som Cassiopeia og den store Pegasuskvadrat, mellem Cassiopeias W og Plejaderne. De lyse stjerner i Cassiopeia kan bruges til at stjernehoppe til Mirfak, den klareste stjerne i Perseus og den centrale stjerne i Alpha Persei Cluster, og derefter til Algol.
Mirfak ligger langs den imaginære linje, der er forlænget fra Gamma til Delta Cassiopeiae, og danner en trekant med Algol og den lyse Almach, Gamma Andromedae. Almach er den tredje stjerne i den kæde, der fører fra Alpheratz og det store Pegasuskvadrat til Perseus. Mirach, den midterste stjerne i kæden, bruges til at finde Andromeda-galaksen (M31) og Triangulum-galaksen (M33). Andre berømte objekter på den dybe himmel i dette område omfatter Californien tågen (NGC 1499) og Heart and Soul tågerne (IC 1805 og IC 1848).
Algol placering, billede: Wikisky
ALGOL VARIABLES
Algol er den bedst kendte variable stjerne af sin type, men der er utallige andre Algol-variable kendt. I 2003 opregnede General Catalogue of Variable Stars mere end 3.500, hvilket var 9 % af alle kendte variable stjerner.
Algols variabilitet blev første gang korrekt forklaret af den engelske amatørastronom John Goodricke i 1782, da han kun var 18 år gammel. Efter at have observeret stjernen for at bestemme perioden for dens lysvariationer foreslog han, at Algol var det, vi i dag kender som en formørkende dobbeltstjerne, dvs. at den periodisk formørkes af en svagere ledsager af næsten samme størrelse som den selv. Goodricke opdagede også den periodiske variation af Delta Cephei, prototypen for de Cepheid-variable stjerner.
Visible variable stjerner af Algol-typen omfatter Mintaka (Delta Orionis, mag. 2,23), den vestligste stjerne i Orions bælte, Alphecca (Alpha Coronae Borealis, mag. 2,23), den vestligste stjerne i Orions bælte, Alphecca (Alpha Coronae Borealis, mag. 2.23), den klareste stjerne i Corona Borealis, Alsephina (Delta Velorum, mag. 2.00), den næstklareste stjerne i Vela og en af stjernerne i det falske kors, og Almaaz (Epsilon Aurigae, mag. 2.98), en af de klareste stjerner i det nordlige stjernebillede Auriga.
Algol – Beta Persei
Stjernetegn: Perseus
Right ascension: 03h 08m 10.13245s
Deklination: 03h 08m 10.13245s
Deklination: +40°57’20.3280”
Synlig størrelse: 2,12 – 3,39
Afstand: 90 lysår (28 parsecs)
Navne og betegnelser: Algol, Dæmonstjerne, Gorgona, Gorgonea Prima, El Ghoul, Beta Persei (β Persei, β Per), 26 Persei, HD 19356, HR 936, BD+40°673, SAO 38592, FK5 111, PPM 46127, GC 3733, HIP 14576
Beta Persei Aa1
Spektralklasse: Algol, Dæmonstjerne, Gorgona, Gorgonea Prima, El Ghoul, Beta Persei (β Persei, β Per), 26 Persei: B8V
Absolut størrelse: – 0,07
Masse: – 0,07
Masse: 3,17 solmasser
Radius: 2,73 solradier
Luminositet: 182 sollysstyrker
Temperatur: 0,5 mm: 13.000 K
Rotationshastighed: 49 km/s
Alder: 570 millioner år
Beta Persei Aa2
Spektralklasse: Spektralklasse: K0IV
Absolut størrelse: 2,9
Masse: 0,70 solmasser
Radius: 0,70 solmasser
Mængde: 0,70 3,48 solradius
Luminositet: 6,92 sol-luminanser
Temperatur: 4.500 K
Beta Persei Ab
Spektralklasse: A7m
Absolut størrelse: 2,3
Masse: 1,76 solmasser
Radius: 1,73 solradier
Luminositet: 10 sollysstyrker
Temperatur: 7.500 K