How big is Mu Cephei?

Mu Cephei, ook bekend als Herschels Granaatster, is een rode superreus in het sterrenbeeld Cepheus. Een studie uit 2019 schatte dat de ster ongeveer 1,4 miljard kilometer breed is, zo'n 970 keer de breedte van de Zon. Dat is de breedte van het zichtbare oppervlak van de ster. De onzekerheid bedraagt ongeveer een kwart naar beide kanten, vooral omdat de afstand tot de ster slecht bekend is.

Grootte

Een ster heeft geen vast oppervlak. Daarom wordt de breedte van de fotosfeer gemeten, de gloeiende laag die het grootste deel van het licht van de ster uitstraalt. In een studie uit 2005 maten astronomen met interferometrie, waarbij het licht van meerdere telescopen wordt gecombineerd, hoe breed Mu Cephei vanaf de Aarde lijkt. In infrarood licht beslaat de fotosfeer 14,1 duizendste van een boogseconde, waarbij een boogseconde 1/3.600 van een graad is. Rond de fotosfeer ligt een laag gasmoleculen die ongeveer een derde breder is.

Om die hoek om te zetten in een breedte is de afstand tot de ster nodig. Gepubliceerde schattingen lopen uiteen van ongeveer 1.300 tot 5.900 lichtjaar, waarbij een lichtjaar de afstand is die licht in één jaar aflegt, ongeveer 9,46 biljoen kilometer. De meting van de Gaia-ruimtetelescoop was te onzeker om de kwestie te beslechten.

In 2019 kwam een team uit op een afstand van ongeveer 2.100 lichtjaar door Mu Cephei te vergelijken met Betelgeuze, een vergelijkbare ster waarvan de afstand onlangs opnieuw was gemeten. Bij die afstand is de straal van de ster 972 keer die van de Zon, plus of min 228, dus de ster is 1,0–1,7 miljard kilometer breed. Een studie uit 2005 die de ster verder weg plaatste, vond een straal van 1.420 keer die van de Zon, waardoor de ster ongeveer 2 miljard kilometer breed zou zijn.

Groottevergelijkingen

Mu Cephei is ongeveer 970 keer zo breed als de Zon, die ongeveer 1,39 miljoen kilometer breed is.
Als Mu Cephei de plaats van de Zon innam, zou het oppervlak ongeveer 4,5 astronomische eenheden ver reiken, voorbij de baan van Mars en het grootste deel van de weg naar de baan van Jupiter. Een astronomische eenheid is de gemiddelde afstand van de Aarde tot de Zon, ongeveer 150 miljoen kilometer.
De ster is ongeveer een kwart breder dan Betelgeuze, een andere rode superreus van hetzelfde type, en ongeveer twee derde zo breed als VY Canis Majoris, een van de breedste rode superreuzen die anno 2024 in de Melkweg bekend zijn.
Vanaf de Aarde lijkt Mu Cephei zo breed als een mensenhaar van ongeveer 0,1 millimeter dik dat op ongeveer 1,5 kilometer afstand wordt gehouden.
Als de Zon werd verkleind tot de grootte van een basketbal, zou Mu Cephei een bal van ongeveer 230 meter breed zijn, ongeveer even lang als twee American-footballvelden.

De Granaatster

Mu Cephei wordt soms Erakis genoemd, maar de ster staat al lang bekend als Herschels Granaatster, een naam die past bij de diep rode kleur van de ster. De ster ziet er deels rood uit omdat ze veel koeler is dan de Zon. Stof in de ruimte tussen de ster en de Aarde maakt het licht nog roder. Door een telescoop lijkt de ster vlak bij de rand van de gloeiende gaswolk IC 1396 te staan.

De helderheid van Mu Cephei varieert ook, in een ruwweg regelmatige cyclus van ongeveer twee jaar. De General Catalogue of Variable Stars noemt de ster als het voorbeeld van rode superreuzen die op deze deels regelmatige manier variëren.

Een ster die massa verliest

Net als andere rode superreuzen verliest Mu Cephei langzaam de buitenste lagen aan de ruimte. In 2019 brachten astronomen het koolmonoxidegas rond de ster in kaart met de NOEMA-radiotelescopen. Het gas bleek klonterig in plaats van gelijkmatig. Samen voeren de klonters en de rest van de sterrenwind, het gas dat de ster de ruimte in blaast, elk jaar ongeveer 2,5 miljoenste van de massa van de Zon af, ruwweg vier vijfde van de massa van de Aarde.

In een studie uit 2023 werd heet gas gevolgd dat in pluimen uit het oppervlak van de ster opstijgt, aangedreven door convectie, het woelen van opstijgend heet gas en zinkend koeler gas. Het gas bereikte hoogtes van minstens een tiende van de straal van de ster boven het oppervlak. Vanaf daar kan het gemakkelijk aan de zwaartekracht van de ster ontsnappen. Naar verwachting eindigt Mu Cephei als supernova, de explosie van een zware ster.