Rho Cassiopeiae

Rho Cassiopeiae is een gele hyperreus die ongeveer 3425 lichtjaar van de Aarde is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Cassiopeia. Met een schijnbare helderheid die varieert tussen magnitude 4,1 en 6,2 is de ster met het blote oog zichtbaar. De hyperreus is een van de meest lichtsterke sterren die we kennen en heeft een energieproductie van meer dan 300.000 keer die van de Zon.

Type ster

Rho Cassiopeiae is een gele hyperreus van spectraalklasse G2Iae. Het is een enkelvoudige ster zonder bekende begeleiders. De ster heeft een massa van 40 zonsmassa en een straal tussen 636 en 981 keer die van de Zon. Met een oppervlaktetemperatuur tussen 4570 en 6000 Kelvin bedraagt de lichtsterkte tussen 300.000 en 530.000 keer die van de Zon. De ster heeft ene geprojecteerde rotatiesnelheid van 25 km/s. de leeftijd wordt geschat op tussen de 4 en 6 miljoen jaar.

Andere bronnen geven een temperatuur van meer dan 7000 Kelvin en een straal van ongeveer 400 keer die van de Zon. De ster kent iedere 50 jaar sterke uitbarstingen die zorgen voor een daling van de temperatuur en de visuele helderheid.

Ondanks dat het een jonge ster is heeft Rho Cassiopeiae al de laatste stadia van zijn levenscyclus bereikt. Dat komt door zijn grote massa. De ster zal binnen afzienbare tijd een ijzeren kern vormen en als een supernova exploderen. De ster is een kandidaat Type II supernova-voorloper.

Aan het oppervlak van Rho Cassiopeia komen meer zware elementen voor dan de Zon maar de ster heeft weinig koolstof en zuurstof aan het oppervlak. De ster heeft sterke lijnen van natrium en dat wijst op een oprisping toen de ster in een eerder stadium van zijn evolutie een rode reus was. Tijdens een oprisping komen fusieproducten van de kern van de ster via convectie naar het oppervlak en worden dan zichtbaar in het spectrum van de ster.

Men neemt aan dat Rho Cassiopeiae nu naar hogere temperaturen is geëvolueerd. De ster fuseert helium naar koolstof via het triple-alpha-proces.

Gele hyperreuzen zijn zeer zeldzaam. Er zijn slechts enkele tientallen van deze massieve, lichtsterke sterren in ons sterrenstelsel bekend. Rho Cassiopeiae is echter niet de enige bekende gele hyperreus in Cassiopeia. In het sterrenbeeld bevindt zich ook de iets zwakkere en verder verwijderde V509 Cassiopeiae. Deze ster heeft een visuele helderheid van magnitude 4,6 – 6,1 en is ongeveer 15.690 lichtjaar van de Aarde verwijderd.

Anders dan post-rode reuzen, die instabiel zijn vanwege hun lage massa en hoge lichtsterkte zijn gele hyperreuzen heter en hebben ze kleine en onregelmatige pulsaties die soms voor grote uitbarstringen zorgen als gevolg van de instabiliteit van de buitenste lagen van de ster.

De combinatie van helderheid en temperatuur plaatst gele hyperreuzen in de Gele Evolutie Ruimte, een deel van het Hertzsprung-Russelldiagram waarin sterren zeer instabiel worden en enorm veel massa verliezen voordat ze evolueren naar de blauwe superreuzenfase.

Helderheid

Gemiddeld is Rho Cassiopeiae de 14^de helderste ster in Cassiopeia. De ster is zichtbaar met het blote oog, ook al staat hij meer dan 3400 lichtjaar van ons vandaan. Als de ster niet verduisterd werd door interstellair stof, zou de ster twee magnitudes helderder zijn.

Massa

Rho Cassiopeiae heeft een massa van ongeveer 40 zonsmassa. De ster ervaart normaal gesproken massaverlies met een snelheid van ongeveer 10^-6 zonsmassa per jaar. Tijdens uitbarstingen is echter waargenomen dat het massaverlies oploopt tot 5*10^-2 zonsmassa per jaar. Dit komt overeen met ongeveer 3% van een zonsmassa of 10.000 aardmassa’s per jaar.

Grootte

Rho Cassiopeiae heeft een straal die tussen de 636 en 98 keer zo groot is als de Zon. Andere schattingen plaatsen de straal tussen de 400 en 500 keer die van de Zon, wat twee keer zo groot is als de baan van de Aarde oftewel ongeveer 627 miljoen kilometer. Als de ster de plaats van de Zon in ons zonnestelsel zou innemen, zou de ster verder reiken dan de baan van Mars.

Hoewel het een gigant is, is Rho Cassiopeiae niet een van de grootste bekende sterren. De huidige recordhouder Stephenson 2-18 heeft een geschatte straal van 2150 keer die van de Zon, ruim boven de theoretische limiet van de grootte van een ster (1500 * de Zon). De rode superreuzen VY Canis Majoris en AH Scorpii hebben stralen van 1420 en 14aa keer die van de Zon, terwijl WOH G64 in de Grote Magelhaanse Wolk een straal heeft die ongeveer 1540 keer zo groot is als die van de Zon.

De geschatte straal van Rho Cas is vergelijkbaar met die van Betelgeuze en Antares, de helderste rode superreuzen aan de hemel. Betelgeuze heeft een straal tussen 764 en 1021 keer die van de Zon en Antares die eens straal heeft van ongeveer 680 keer die van de Zon.

Lichtsterkte

Rho Cassiopeiae is een van de meest lichtsterkte sterren die we kennen. De gemiddelde absolute helderheid is magnitude -9,5 en de geschatte lichtsterkte is tussen de 302.500 en 530.000 keer die van de Zon. Het grootste deel van de energie-output van de ster bevindt zich in het zichtbare deel van het spectrum. Tijdens de grotere uitbarstingen blijft de lichtsterkte constant maar verschuift de output naar het infrarode deel van het spectrum.

Ter vergelijking: sommige van de meest heldere sterren die bekend zijn, hebben een lichtsterkte die miljoenen keren zo groot is als die van de Zon. De Wolf-Rayet-sterren BAT99-98 en R136a1 in de Grote Magelhaanse wolk hebben lichtsterktes van 5.000.000 en 4.677.000 keer die van de Zon, terwijl de huidige recordhouder, de Godzilla-ster in het gravitationeel gelenste Sunburst-sterrenstelsel, die in 2022 werd gevonden, heeft een geschatte lichtsterkte tussen 134.000.000 en 255.000.000 keer die van de Zon.

Rho Cassiopeiae zit dicht bij de Eddington-lichtsterktelimiet. De ster verliest massa met een snelheid van ongeveer 10^-6 zonsmassa per jaar door een sterrenwind die honderden miljoenen keren sterker is dan de zonnewind.

De Eddington-limiet is de maximale lichtsterkte die een ster kan bereiken terwijl hij in hydrostatisch evenwicht is. Zodra hij deze limiet overschrijdt, veroorzaakt hij een intense door straling aangedreven sterrenwind vanuit zijn buitenste lagen.

Variabiliteit

In 1946 bereikte de hyperreus een diep visueel minimum waarbij de helderheid daalde van magnitude 4,5 naar magnitude 6. Dit ging gepaard met een temperatuurdaling van meer dan 3000 Kelvin. Astronomen geloofden dat dit te maken had met de ontdekking van een uitdijende schil rond de ster. Destijds werd Rho Cas geclassificeerd als een F8-klasse ster.

In een onderzoek uit 1953 merkten astronomen spectraallijnen op die doorgaans worden aangetroffen in M-type superreuzen. De ster keerde in 1947 terug naar normale helderheid. Een soortgelijke gebeurtenis werd in 1893 gedocumenteerd, wat suggereert dat de ster eens in de 50 jaar uitbarstingen ervaart.

De aard van de variabiliteit in Rho Cas werd uiteindelijk verklaard als veroorzaakt door pulsaties en massaverlies. Net als andere geëvolueerde, uitzonderlijk massieve sterren is Rho Cas zeer onstabiel en ervaart een hoge mate van massaverlies. De ster wordt af en toe verduisterd door het uitgestoten materiaal.

Een studie uit 1986 bestudeerde hoge-resolutie spectra van Rho Cas en vond een semi-regelmatige variatie van de atmosfeer van de ster. De astronomen vonden een dominante radiale pulsatiemodus met een periode van ongeveer 520 dagen. Ze suggereerden dat de ster nu evolueert van het rode superreuzenstadium naar het blauwe en mogelijk in ongeveer 7000 evolueert tot een Wolf-Rayet-ster.

Meer recent was er in 2000-2001 een uitbarsting van Rho Cas. De helderheid van de ster nam tussen juni en september 2000 met ongeveer een magnitude af en was in april 2001 weer normaal. Uitbarstingsspectra die werden verkregen met de Utrecht Echelle Spectrograph op de William Herschel Telescope in het nabije infrarood onthulden dat de effectieve temperatuur van de ster met ten minste 3000 Kelvin was afgenomen en dat er een lage-temperatuur, optisch dikke circumstellaire gasschil was gevormd over een periode van 200 dagen. De vorming van de schil werd veroorzaakt door de dynamische instabiliteit van de bovenste atmosfeer van de ster. Het team dat het onderzoek uitvoerde, ontdekte dat de massaverliessnelheid tijdens de uitbarsting vergelijkbaar was met de snelheid die werd voorgesteld voor Eta Carinae tijdens uitbarstingen.

In 2013 werd een nieuwe uitbarsting waargenomen. De schiluitbarsting ging gepaard met een afname van de helderheid van 0,6 magnitude en een temperatuurdaling van ongeveer 3000 Kelvin.

Wetenswaardigheden

Rho Cassiopeiae werd ooit verondersteld ongeveer 10.000 lichtjaar ver weg te zijn, wat het een van de verste sterren zou maken die met het blote oog zichtbaar zijn. De afstand werd in 2003 berekend op basis van de oorspronkelijke parallax van Hipparcos, die kleiner was dan de momenteel geaccepteerde en sindsdien is gecorrigeerd.

Naamgeving

Rho Cassiopeiae heeft geen eigennaam. De Bayer-aanduiding Rho Cassiopeiae werd in 1603 door het eerst gebruikt door de Duitse uranograaf Johann Bayer in zijn stercatalogus Uranometria. De Flamsteed-aanduiding 7 Cassiopeiae komt van de stercatalogus die in 1712 door de Engelse astronoom John Flamsteed werd gepubliceerd.

In de Chinese astronomie was Rho Cassiopeiae bekend als 螣蛇十二 (Téng Shé shíèr), de Twaalfde Ster van de Vliegende Slang. Vliegende Slang was een asterisme bestaande uit 22 sterren: Alpha Lacertae, 4 Lacertae, Pi² Cygni, Azelfafage – Pi¹ Cygni, de sterren 5 en 6 zijn onbekend, HD 206267, 13 Cephei, Epsilon Cephei, Bèta Lacertae, Sigma Cassiopeiae, Rho Cassiopeiae, Tau Cassiopeiae, AR Cassiopeiae, 9 Lacertae, 3 Andromedae, 7 Andromedae, 8 Andromedae, Lambda Andromedae, Psi Andromedae, Kappa Andromedae en Iota Andromedae. Het zwakke asterisme maakte deel uit van het Kamp/Legerplaats-huis, een van de noordelijke huizen van de Zwarte Schildpad.

Locatie

Rho Cassiopeiae bevindt zich in het zuidwestelijke deel van Cassiopeiae. De ster is relatief gemakkelijk te vinden want hij bevindt zich naast de W van Cassiopeia, een van de best herkenbare asterismen aan de noordelijke sterrenhemel. De ster kan gevonden worden ten zuidwesten van Caph, de meest rechter ster van de W.

Rho Cassiopeiae bevindt zich ten noorden van de open sterrenhoop NGC 7789. Deze sterrenhoop is ook bekend als de Roos van Caroline. NGC 7789 is zichtbaar in verrekijkers en kleine telescopen. De open sterrenhoop heeft een schijnbare helderheid van magnitude 6,7 en heeft een doorsnede van 16 boogminuten aan de sterrenhemel. De open sterrenhoop werd in 1783 gevonden door de Engelse astronome Caroline Herschel. De sterrenhoop is ongeveer 7600 lichtjaar van de Aarde verwijderd. NGC 7789 is ook gecatalogiseerd als Collinder 460 en Melotte 245.

Sterrenbeeld

Rho Cassiopeiae bevindt zich in het sterrenbeeld Cassiopeia. Cassiopeia is een van de Griekse sterrenbeelden die in de 2^de eeuw door de Griek-Romeinse astronoom Claudius Ptolemeus in zijn Almagest werden gecatalogiseerd. In de Griekse mythologie wordt het sterrenbeeld geassocieerd met Cassiopeia, koningin van Aethiopia en moeder van Andromeda.

Cassiopeia is een van de eenvoudigst te herkennen sterrenbeelden aan de noordelijke hemel. Zijn vijf helderste sterren vormen een opvallende W aan de sterrenhemel die zelfs in lichtvervuilde gebieden is te herkennen. Voor noordelijke waarnemers is het sterrenbeeld circumpolair maar het komt nooit hoog boven de horizon op locaties ten zuiden van de evenaar.

Cassiopeia bevat verschillende interessante sterren. Dit zijn o.a. Alpha Cassiopeiae – Schedar, een oranje reus op een afstand van 229 lichtjaar, de variabele witgele reus Bèta Cassiopeiae – Caph, de hete eruptieve variabele Gamma Cassiopeiae die het prototype is van een klasse variabele sterren, en de gele dwerg Eta Cassiopeiae – Achird die slechts 19,32 lichtjaar van de Aarde is verwijderd.

In het sterrenbeeld zijn verder de hete blauwe variabele superreus Kappa Cassiopeiae, de witgele superreus Phi Cassiopeiae, de gele hyperreus V509 Cassiopeiae, de witte hyperreus 6 Cassiopeiae te vinden. Ook de eclipserende variabele ster AO Cassiopeiae, bestaande uit twee hete O-sterren, bevindt zich in het sterrenbeeld.

Cassiopeia bevat verschillende deepsky objecten. Dit zijn o.a. de open sterrenhopen Messier 52, Messier 103, NGC 457, NGC 7789 en IC1805 en IC 1848, de emissienevels NGC 7635 en NGC 281 en het onregelmatige sterrenstelsel IC 10 dat deel uitmaakt van de Lokale Groep. Het sterrenbeeld bevat ook de supernovarestanten Cassiopeia A en 3C 10 – de ster van Tycho.

De beste tijd van het jaar om de sterren en deepsky objecten in Cassiopeia te zien is de maand november als het sterrenbeeld ’s avonds hoger boven de horizon komt. Het gehele sterrenbeeld is zichtbaar vanaf locaties ten noorden van de -20^ste breedtegraad.

De 10 helderste sterren in Cassiopeia zijn Gamma Cassiopeiae (mag. 1,6 – 3,0), Schedar (Alpha Cas, mag. 2,24), Caph (Bèta Cas, mag. 2,28), Ruchbah (Delta Cas, mag. 2,68), Segin (Epsilon Cas, mag. 3,37), Achird (Eta Cas, mag. 3,44), Fulu (Zeta Cas, mag. 3,66), 50 Cassiopeiae (mag. 3,95), Kappa Cassiopeiae (mag. 4,16), and Theta Cassiopeiae (mag. 4,33).

Rho Cassiopeiae

Spectraalklasse	G2Iae (F8pIa-K0pIa-0)
Variable type	Semi-regelmatige variabele (SRd)
Schijnbare helderheid (magnitude)	4,1 – 6,2
Absolute helderheid (magnitude)	-9,5
Afstand (lichtjaar – parsec)	3425 – 1050
Radiale snelheid (km/s)	-47
Massa (zon=1)	40
Lichtsterkte (zon=1)	302.000 5- 530.000
Straal (zon=1)	636  981
Temperatuur (Kelvin)	4570 – 6050
Leeftijd (miljoen jaar)	4 – 6
Rotatiesnelheid (km/s)	25
Sterrenbeeld	Cassiopeia
Namen en aanduidingen	Rho Cassiopeiae 7 Cassiopeiae HD 224014

Eerste publicatie: 15 november 2025
Bron: Wikipedia, star-facts & anderen