Hoe groot sterren zijn

Sirius B is een hele ster, maar iets kleiner dan de Aarde. Betelgeuze is ongeveer 700 keer zo breed als de Zon.

Van aardgroot tot zo groot als een planeetbaan

Begin helemaal links in het model. De lichtblauwe bol is Sirius B, de begeleider van de helderste ster aan onze hemel. ESA geeft een diameter van 12 000 km: iets kleiner dan de 12 742 km van de Aarde, maar met 98% van de massa van de Zon. Het is een witte dwerg, de overgebleven kern van een ster waarvan de brandstof opraakte. Ernaast is de Aarde iets groter. Daarna komen Jupiter en de rode dwerg Proxima Centauri, ongeveer een zevende van de zonnebreedte en ongeveer 1.5 keer zo breed als Jupiter.

Ga verder en je ziet de Zon, daarna Alpha Centauri A, een zonachtige ster op 4.37 lichtjaar, en Sirius A. Volgens ESA is die 2.4 miljoen km breed, ongeveer 1.7 keer de Zon. Wega is nog wat groter. Dit zijn allemaal hoofdreekssterren die waterstof in hun kern fuseren. Op de hoofdreeks neemt de grootte maar langzaam toe met de massa. De grote sprong komt bij sterren die de hoofdreeks hebben verlaten: Arcturus is ongeveer 25 Zonnen breed, Aldebaran ongeveer 45 en de blauwe superreus Rigel ongeveer 79.

Betelgeuze op de plaats van de Zon

De rode superreuzen Antares en Betelgeuze staan helemaal rechts. Het Marshall-team van NASA schat de straal van Betelgeuze op ongeveer 724 keer die van de Zon. Reken mee: 724 × 695 700 km is ongeveer 504 miljoen km, of 3.37 astronomische eenheden. 1 AE is de afstand van de Aarde tot de Zon, 149.6 miljoen km, oftewel 215 zonnestralen. Zet ‘Planeetbanen’ aan. Betelgeuze omvat de banen van Mercurius, Venus, de Aarde en Mars op 1.52 AE. Het oppervlak reikt voorbij de hoofdgordel van de planetoïden, maar de baan van Jupiter op 5.2 AE blijft erbuiten.

Sommige NASA-pagina's zeggen dat Betelgeuze ‘tot voorbij de baan van Jupiter zou reiken’. Daarvoor zou een straal van ongeveer 1120 Zonnen nodig zijn. Oudere metingen gaven zulke waarden en sommige doen dat nog, doordat twee dingen lastig te bepalen zijn. Ten eerste de afstand: NASA-pagina's noemen ongeveer 548 en ongeveer 700 lichtjaar. De grootte volgt uit de schijnbare breedte aan de hemel maal de afstand. Een afstandsverschil van 30% betekent dus een verschil van 30% in straal. Ten tweede de rand: de buitenlagen van een superreus worden geleidelijk ijler en zien er bij verschillende golflengten anders uit. Beschouw één getal voor de grootte van een superreus altijd als een schatting met een ruime marge.

Breedte, volume en dichtheid

Het volume groeit met de derde macht van de straal. Een ster die 724 keer zo breed is als de Zon heeft 724³, ongeveer 380 miljoen, keer het zonnevolume. Toch schat NASA de massa van Betelgeuze op maar ongeveer 15 Zonnen. De gemiddelde dichtheid is dus extreem laag: verdeel 15 zonnemassa's over dat volume en je krijgt ongeveer 0.00006 kg per kubieke meter, zo'n 20 000 keer ijler dan de lucht om je heen. Bij witte dwergen is het andersom. Sirius B perst bijna een zonnemassa in een bol zo groot als de Aarde, gemiddeld ongeveer 2 miljard kg per kubieke meter. NASA zegt het zo: een theelepel witte-dwergmateriaal zou meer wegen dan een pick-uptruck.