Algol

Algol, Beta Persei, is een heldere meervoudige ster in Perseus. Het is de op één na helderste ster in het sterrenbeeld, na Mirfak, Alpha Persei. De ster is ook bekend als Gorgona, Gorgonea Prima, Demon Star en El Ghoul. Hij staat op een afstand van ongeveer 90 lichtjaar van de aarde en heeft een schijnbare helderheid die varieert tussen 2,12 en 3,4.
De naam Algol komt van de Arabische uitdrukking “raʾs al-ghūl,” wat “hoofd van de ghoul” of “hoofd van de demon” betekent. In Perseus vertegenwoordigt de ster het hoofd van de Gorgon Medusa, het mythische monster dat er zo gruwelijk uitziet dat mensen in steen zouden veranderen als ze alleen maar naar haar keken.

Algol is een van de bekendste veranderlijke sterren aan de hemel en een prototype voor een klasse van verduisterende veranderlijke sterren die bekend staan als Algol-variabelen. Het is een drievoudig stersysteem dat bestaat uit Beta Persei Aa1, een hoofdreeksster van B-klasse, Beta Persei Aa2, een oranje subreus, en Beta Persei Ab, een zwakkere ster van A-klasse. Beta Persei Aa1 en Aa2 vormen een dubbelster. Ze staan heel dicht bij elkaar (gemiddeld slechts 0,06 astronomische eenheden van elkaar verwijderd, ofwel ongeveer 1/17 van de afstand tussen de aarde en de zon) en ze draaien vrij snel rond. Terwijl ze om elkaar heen draaien, passeren de sterren voor elkaar langs, waardoor verduisteringen ontstaan.

Algol’s helderheid is gewoonlijk magnitude 2,1, met 10 uur lange verduisteringen elke 2,867328 dagen (2 dagen, 20 uur en 49 minuten), wanneer de zwakkere Beta Persei Aa2 voor Beta Persei Aa1 langs trekt en de magnitude van het stelsel daalt tot 3,4. Wanneer de helderste component voor de zwakste overgaat, treedt een secundaire verduistering op, maar deze kan niet visueel worden waargenomen, alleen foto-elektrisch. Een derde component, veel zwakker dan de andere twee sterren, is ook in het stelsel waargenomen. Deze draait elke 1,85 jaar rond het hoofddubbelpaar.

Een soortgelijk mechanisme is in het spel bij andere soorten verduisterende dubbelsterren. Wat Algol-variabelen onderscheidt van b.v. Beta Lyrae- en W Ursae Majoris-variabelen, is dat Algol-type sterren een bol- of licht ellipsoïdale vorm hebben. Hun componenten staan niet zo dicht bij elkaar dat ze vervormingen in vorm veroorzaken, wat bij de andere twee types wel het geval is.

De verduisteringen van Algol kunnen zonder telescoop worden waargenomen. De helderheid van de ster kan soms op dezelfde nacht worden zien afnemen en toenemen. Twee nabijgelegen sterren, Epsilon Persei (mag. 2,88) en Almach (mag 2,1) kunnen worden gebruikt als referentie bij het bekijken van het verloop van de verduisteringen.

ALGOL PARADOX

Observaties van Algol leidden tot de Algol-paradox, die lag in het verschil tussen de massa en het evolutiestadium van de twee componenten van het verduisterend dubbelstersysteem. Aanvankelijk leek het sterrensysteem te evolueren op een manier die in strijd was met de gevestigde opvattingen over sterevolutie.

De studies van Algol daagden de theorie uit dat de evolutiesnelheid van sterren afhangt van hun massa, wat betekent dat hoe groter de massa, hoe sneller de ster van de hoofdreeks zal evolueren. Dit lijkt bij Algol niet het geval te zijn. Hoewel beide componenten van het dubbelstersysteem ongeveer op hetzelfde moment zijn gevormd, bevindt de zwaardere ster in het systeem zich nog steeds op de hoofdreeks, terwijl de minder zware secundaire component is geëvolueerd tot een subreus.

De paradox wordt verklaard met massaoverdracht, een verschijnsel dat niet ongewoon is bij nabije dubbelsterren. De meer geëvolueerde secundaire component was niet altijd de minder massieve, maar de materiaalstroom tussen de sterren verstoorde het normale evolutieproces en de oorspronkelijk massievere ster (in dit geval de subreus) verloor veel van zijn massa aan de begeleider (de hoofdreeksster).

De 19e-eeuwse Franse astronoom Édouard Roche was de eerste die de mechanica van de accretie die in nabije dubbelstersystemen optreedt, uitlegde. Elke ster heeft een traanvormig gebied rondom zich, dat nu de Roche-lob wordt genoemd, waarin materiaal rond de ster draait dat gravitationeel aan de ster is gebonden. De top van het gebied wijst in de richting van de begeleidende ster. De Roche-lob is het maximum dat een ster kan bereiken voordat hij materiaal naar de begeleider begint over te brengen. Wanneer een ster zijn Roche-lob overschrijdt, valt het materiaal buiten de lob in de Roche-lob van de begeleiderster. Na verloop van tijd geeft de massievere en geëvolueerde ster veel van zijn materiaal af, dat wordt geaccresseerd door de begeleider, die dan geleidelijk massiever wordt.

FACTS

Algol was een van de eerste niet-novavariabele sterren die ooit zijn ontdekt. De ster is al sinds de oudheid bekend. De oudste schriftelijke vermelding van zijn ontdekking – een Oud-Egyptische kalender van geluks- en ongeluksdagen – is ongeveer 3200 jaar oud.

De ster wordt in verschillende culturen in verband gebracht met demonen, geweld en dood: spookbeelden in de Arabische wereld, de Gorgon in de Griekse mythologie, en Rōsh ha Sāṭān (Satanshoofd) in de Hebreeuwse folklore. De Latijnse naam van de ster in de 16e eeuw was Caput Larvae, wat “het spookhoofd” betekent. Middeleeuwse astrologen beschouwden Algol als een van de ongelukkigste sterren. Het was een van de 15 Beheniaanse sterren, waarvan men dacht dat ze een bron van astrologische kracht waren en in verschillende rituelen werden gebruikt.

Algol wordt soms Gorgonea Prima genoemd, als verwijzing naar de Gorgon Medusa. Het is de helderste van een kwartet sterren dat Gorgonea wordt genoemd. De andere drie sterren, die zich allemaal in de buurt van Algol bevinden, zijn Pi Persei (π Persei, Gorgonea Secunda), een witte hoofdreeksster met een schijnbare helderheid van 4,7, Rho Persei (ρ Persei, Gorgonea Tertia), een roodachtige (klasse M) heldere reus met een visuele helderheid van 3,39, en Omega Persei (ρ Persei, Gorgonea Tertia), een witte hoofdreeksster met een schijnbare helderheid van 4,7.39, en Omega Persei (ω Persei, Gorgonea Quarta), een oranje reus met een magnitude van 4,6.

Algol ligt momenteel op een afstand van ongeveer 90 lichtjaar, maar het was ooit veel dichter bij het zonnestelsel. Ongeveer 7,3 miljoen jaar geleden kwam hij binnen 9,8 lichtjaar van de Zon en scheen hij met een magnitude van ongeveer -2,5, wat veel helderder is dan Sirius vandaag is. (Sirius heeft een schijnbare magnitude van -1,46.) De nabijheid en de massa van Algol hebben mogelijk een – zij het kleine – toename veroorzaakt van het aantal kometen dat de binnenste regionen van het zonnestelsel binnenkomt.

Heden ten dage is Algol op zijn helderst (mag. 2,12) de 61e helderste ster aan de hemel. Hij is slechts iets zwakker dan Denebola (Beta Leonis, mag. 2.11) in Leo, Saiph (Kappa Orionis, mag. 2.09) in Orion en Kochab (Beta Ursae Minoris, mag. 2.08) in Ursa Minor, en hij schijnt net iets helderder dan Muhlifain (Gamma Centauri, mag. 2.17) in Centaurus, Aspidiske (Iota Carinae, mag. 2,21) in Carina, en Suhail (Lambda Velorum, mag. 2,21) in Vela.

LOCATIE

Algol is relatief gemakkelijk te vinden omdat het zich in hetzelfde gebied van de hemel bevindt als Cassiopeia en het Grote Vierkant van Pegasus, tussen Cassiopeia’s W en de Pleiaden. De heldere sterren van Cassiopeia kunnen worden gebruikt om te starhoppen naar Mirfak, de helderste ster in Perseus en de centrale ster van de Alpha Persei Cluster, en vervolgens naar Algol.

Mirfak ligt langs de denkbeeldige lijn die van Gamma tot Delta Cassiopeiae loopt, en vormt een driehoek met Algol en de heldere Almach, Gamma Andromedae. Almach is de derde ster in de keten die van Alpheratz en het Grote Vierkant van Pegasus naar Perseus leidt. Mirach, de middelste ster in de keten, wordt gebruikt om het Andromedastelsel (M31) en het Triangulumstelsel (M33) te vinden. Andere beroemde deep sky objecten in deze regio zijn de Californische Nevel (NGC 1499) en de Hart- en Zielnevels (IC 1805 en IC 1848).

ALGOL VARIABLES

Algol is de bekendste veranderlijke ster van zijn type, maar er zijn nog talloze andere Algol-variabelen bekend. In 2003 werden er in de Algemene Catalogus van Veranderlijke Sterren meer dan 3.500 opgesomd, dat is 9% van alle bekende veranderlijke sterren.

Algols veranderlijkheid werd voor het eerst correct verklaard door de Engelse amateurastronoom John Goodricke in 1782, toen hij nog maar 18 jaar oud was. Nadat hij de ster had geobserveerd om de periode van zijn lichtvariaties te bepalen, stelde hij voor dat Algol was wat we nu kennen als een verduisteringsvariabele, dat wil zeggen dat hij periodiek wordt verduisterd door een zwakkere begeleider van bijna dezelfde grootte als hijzelf. Goodricke ontdekte ook de periodieke variatie van Delta Cephei, het prototype van de cepheïden.

Waarneembare variabele sterren van het Algol-type zijn onder andere Mintaka (Delta Orionis, mag. 2,23), de meest westelijke ster van de gordel van Orion, Alphecca (Alpha Coronae Borealis, mag. 2.23), de helderste ster in Corona Borealis, Alsephina (Delta Velorum, mag. 2.00), de op een na helderste ster in Vela en een van de sterren van het Valse Kruis, en Almaaz (Epsilon Aurigae, mag. 2.98), een van de helderste sterren in het noordelijke sterrenbeeld Auriga.

Algol – Beta Persei

Constellation: Perseus
Rechterlijke klimming: 03h 08m 10.13245s
Ontclinatie: +40°57’20.3280”
Aanschijnlijke magnitude: 2.12 – 3.39
Afstand: 90 lichtjaar (28 parsecs)
Namen en benamingen: Algol, Demon Star, 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

Spectraalklasse: B8V
Absolute magnitude: – 0.07
Massa: 3,17 zonsmassa’s
Radius: 2,73 zonsradii
Lichtkracht: 182 zonnelichamen
Temperatuur: 13.000 K
Rotatiesnelheid: 49 km/s
Leeftijd: 570 miljoen jaar

Beta Persei Aa2

Spectraklasse: K0IV
Absolute magnitude: 2,9
Massa: 0.70 zonsmassa’s
Radius: 3,48 zonnestraal
Lichtkracht: 6,92 zonnestralingen
Temperatuur: 4.500 K

Beta Persei Ab

Spectraklasse: A7m
Absolute magnitude: 2,3
Massa: 1,76 zonsmassa’s
Radius: 1,73 zonsradii
Lichtkracht: 10 zonnelichtheden
Temperatuur: 7.500 K