Эта статья была первоначально опубликована в 2008 году, но теперь она обновлялась несколько раз, чтобы соответствовать нашим прогрессивным знаниям о космосе!
Моя шестилетняя дочь - машина, задающая вопросы. Пару дней назад мы ехали из школы домой, и она расспрашивала меня о природе Вселенной. Один из ее звонков был: «Какая самая большая звезда во Вселенной»? У меня был простой ответ. «Вселенная - большое место, - сказал я, - и мы никак не можем узнать, какая звезда самая большая». Но это не настоящий ответ.
Поэтому она уточнила вопрос. 'Какая самая большая звезда, о которой мы знаем?' Конечно, я застрял в машине, и без доступа к Интернету. Но как только я вернулся домой и смог провести некоторое исследование, я узнал ответ и подумал, что поделюсь им с остальными. Но чтобы ответить на него полностью, сначала необходимо рассказать некоторую базовую справочную информацию. Готовый?
Радиус и масса Солнца:
Говоря о размере звезд, важно сначала взглянуть на наше Солнце, чтобы почувствовать масштаб. Наша знакомая звезда имеет диаметр 1,4 миллиона километров (870 000 миль). Это настолько большое количество, что трудно понять масштаб. Кстати, на Солнце также приходится 99,9% всего вещества в нашей Солнечной системе. Фактически, внутри Солнца можно разместить один миллион планет Земля.
Используя эти значения, астрономы создали термины «радиус Солнца» и «масса Солнца», которые они используют для сравнения звезд большего или меньшего размера и массы с нашими. Радиус Солнца составляет 690 000 км (432 000 миль), а 1 солнечная масса 2 х 1030килограммы (4,3 х 1030фунты стерлингов). Это 2 нониллиона килограммов, или 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 кг.
Изображенная художником спектральная диаграмма Моргана-Кинана, показывающая разницу между звездами главной последовательности. Предоставлено: Wikipedia Commons.
Еще одна вещь, на которую стоит обратить внимание, - это тот факт, что наше Солнце довольно маленькое, как звезды. Как звезда главной последовательности G-типа (в частности, звезда G2V), которая обычно известна как желтый карлик, находится на меньшем конце таблицы размеров (см. Выше). Хотя она, безусловно, больше, чем звезды самого распространенного типа - M-типа или красных карликов, - сама она затмевается (без слов!) Подобными голубым гигантам и другим спектральным классам.
Классификация:
Чтобы разбить все это, звезды группируются на основе их основных характеристик, которые могут быть их спектральным классом (то есть цветом), температурой, размером и яркостью. Самый распространенный метод классификации известен как Морган – Кинан (МК) система, которая классифицирует звезды по температуре с помощью буквИЛИ,B,К,F,грамм,К, а такжеM, - О самый горячий и М самый крутой. Затем каждый буквенный класс подразделяется с помощью числовой цифры с0быть самым горячим и9быть самыми холодными (например, звезды от O1 до M9 - от самых горячих до самых холодных).
В системе МК класс светимости добавляется римскими цифрами. Они основаны на ширине определенных линий поглощения в спектре звезды (которые меняются в зависимости от плотности атмосферы), что позволяет отличать звезды-гиганты от карликов. Классы светимости 0 и I относятся к гипер- или сверхгигантам; классы II, III и IV относятся к ярким, правильным гигантам и субгигантам соответственно; класс V - для звезд главной последовательности; а классы VI и VII относятся к субкарликам и карликовым звездам.
Диаграмма Герцшпирга-Рассела, показывающая соотношение между цветом звезды, AM. светимость и температура. Предоставлено: astronomy.starrynight.com.
Также есть Диаграмма Герцшпрунга-Рассела , который связывает классификацию звезд с абсолютной величиной (т. е. собственной яркостью), светимостью и температурой поверхности. Используется та же классификация для спектральных типов, от синего и белого на одном конце до красного на другом, которая затем объединяется со звездами Абсолютная визуальная величина (выраженная как Mv), чтобы разместить их на двумерной диаграмме (см. Выше ).
В среднем звезды в диапазоне O более горячие, чем звезды других классов, достигая эффективных температур до 30 000 К. В то же время они также больше и массивнее, достигая размеров от 6 с половиной радиусов Солнца и до 16 солнечных масс. На нижнем уровне звезды типа K и M (оранжевые и красные карлики) имеют тенденцию быть более холодными (от 2400 до 5700 K), размером от 0,7 до 0,96 раз больше, чем наше Солнце, и имеют массу от 0,08 до 0,8.
Исходя из полной классификации нашего Солнца (G2V), мы можем сказать, что это звезда главной последовательности с температурой около 5 800 К. А теперь рассмотрим еще одну известную звездную систему в нашей галактике - И Карины , система, содержащая как минимум две звезды, расположенные на расстоянии около 7500 световых лет в направлении созвездия. Карина . Основная часть этой системы, по оценкам, в 250 раз больше нашего Солнца, имеет массу как минимум 120 солнечных масс и в миллион раз ярче, что делает ее одной из самых больших и ярких звезд, когда-либо наблюдавшихся.
Эта Киля, одна из самых известных известных звезд, находится в созвездии Киля. Предоставлено: НАСА.
Однако есть некоторые разногласия по поводу размеров этого мира. Большинство звезд дуют с солнечным ветром, со временем теряя массу. Но Eta Carinae настолько велика, что каждый год отбрасывает ее в 500 раз больше массы Земли. При такой большой потере массы астрономам очень трудно точно измерить, где заканчивается звезда и начинается ее звездный ветер. Также считается, что Eta Carinae взорвется в недалеком будущем, и это будет самая впечатляющая сверхновая, которую когда-либо видел человечество.
По чистой массе первое место занимает R136a1, звезда, расположенная в Большое Магелланово Облако , примерно в 163 000 световых лет от нас. Считается, что эта звезда может содержать в 315 раз больше массы Солнца, что представляет собой загадку для астрономов, поскольку считалось, что самые большие звезды могут содержать только 150 солнечных масс. Ответ на этот вопрос заключается в том, что R136a1, вероятно, образовался в результате слияния нескольких массивных звезд. Излишне говорить, что R136a1 готов взорваться как гиперновая в любой день.
Что касается больших звезд, Бетельгейзе служит хорошим (и популярным) примером. Расположенный в плече Ориона, этот знакомый красный сверхгигант имеет радиус в 950-1200 раз больше Солнца, и он бы охватил орбиту Юпитера, если бы его поместили в нашу Солнечную систему. Фактически, всякий раз, когда мы хотим представить размер нашего Солнца в перспективе, мы часто используем для этого Бетельгейзе (см. Ниже)!
Тем не менее, даже после того, как мы используем этого громадного красного гиганта, чтобы поставить себя на место, мы все еще только начинаем разбираться в игре «кто самая большая звезда». Рассмотрим WOH G64, красный сверхгигант, расположенный в Большом Магеллановом Облаке, примерно в 168 000 световых лет от Земли. Имея в диаметре 1,540 солнечного радиуса, эта звезда в настоящее время является одной из крупнейших в известной Вселенной.
Но есть еще RW Cephei, оранжевая звезда-гипергигант в созвездии Цефей , расположенная в 3500 световых годах от Земли и имеющая в диаметре 1535 солнечных радиусов. Вестерлунд 1-26 также довольно большой, красный сверхгигант (или гипергигант), расположенный в звездном скоплении Вестерлунд 1 на расстоянии 11500 световых лет от нас, его диаметр составляет 1530 солнечных радиусов. Между тем, V354 Cephei и VX Sagittarii связаны, когда дело доходит до размеров, и оба имеют примерно 1520 солнечных радиусов в диаметре.
Самая большая звезда: UY Scuti
В нынешнем виде титул самой большой звезды во Вселенной (о которой мы знаем) сводится к двум претендентам. Например, UY Shield в настоящее время находится в верхней части списка. Находится на расстоянии 9 500 световых лет от нас в созвездии. Щиток , этот ярко-красный сверхгигант и пульсирующая переменная звезда имеет оценочный средний средний радиус1708 солнечных радиусов- или 2,4 миллиарда км (1,5 миллиарда миль; 15,9 а.е.), что дает ему объем в 5 миллиардов раз больше, чем у Солнца.
Однако эта средняя оценка включает погрешность в ± 192 радиуса Солнца, что означает, что она может достигать 1900 солнечных радиусов или даже 1516. Эта более низкая оценка помещает ее ниже звезд, таких как V354 Cephei и VX Sagittarii. Между тем, второй звездой в списке возможных наибольших звезд является NML Cygni, полуправильный переменный красный гипергигант, расположенный в Лебедь Созвездие находится примерно в 5300 световых годах от Земли.
Увеличенное изображение красного гиганта UY Scuti. Предоставлено: Обсерватория Резерфорда / Haktarfone.
Из-за расположения этой звезды в околозвездной туманности она сильно скрыта за счет поглощения пыли. В результате, по оценкам астрономов, ее размер может составлять от 1642 до 2775 солнечных радиусов, что означает, что она может быть либо самой большой звездой в известной Вселенной (с запасом в 1000 солнечных радиусов), либо действительно второй по величине звездой, находящейся недалеко. за UY Scuti.
А еще несколько лет назад титул самой большой звезды достался VY Canis Major ; красная гипергигантская звезда в Созвездие Большого Пса , расположенный примерно в 5000 световых годах от Земли. Еще в 2006 году профессор Роберта Хамфри из Миннесотского университета рассчитал его верхний размер и подсчитал, что это может быть более чем в 1540 раз больше Солнца. Его средняя оценочная масса, однако, составляет 1420, что ставит его в категорию нет. 8 место позади V354 Cephei и VX Sagittarii.
Это самые большие звезды, о которых мы знаем, но в Млечном Пути, вероятно, есть десятки звезд, которые еще больше, скрытые газом и пылью, поэтому мы не можем их видеть. Но даже если мы не можем найти эти звезды, можно предположить их вероятный размер и массу. Так насколько же большими могут быть звезды? И снова профессор Роберта Хамфрис из Миннесотского университета дала ответ.
Сравнение размеров Солнца и VY Canis Majoris, некогда считавшейся самой большой известной звездой во Вселенной. Предоставлено: Wikipedia Commons / Оона Ряйсянен.
Как она объяснила при контакте, самые большие звезды во Вселенной самые крутые. Таким образом, хотя Эта Киля - самая яркая звезда, о которой мы знаем, она чрезвычайно горячая - 25 000 Кельвинов - и, следовательно, ее размер составляет всего 250 солнечных радиусов. Напротив, самые большие звезды будут холодными сверхгигантами. Например, температура VY Canis Majoris составляет всего 3500 Кельвинов, и действительно большая звезда была бы еще круче.
По оценкам Хамфриса, при температуре 3000 Кельвинов холодный сверхгигант будет в 2600 раз больше Солнца. Это ниже верхних оценок для NML Cygni, но выше средних оценок как для него, так и для UY Scutii. Следовательно, это верхний предел звезды (по крайней мере, теоретически и исходя из всей информации, которая у нас есть на сегодняшний день).
Но по мере того, как мы продолжаем вглядываться во Вселенную с помощью всех наших инструментов и подробно исследуем ее с помощью космических роботов и командировок с экипажем, мы обязательно обнаружим новые и захватывающие вещи, которые будут нас еще больше сбивать с толку!
И обязательно посмотрите эту замечательную анимацию, которая показывает размеры различных объектов в космосе, начиная с крошечных планет нашей Солнечной системы и заканчивая UY Scuti. Наслаждаться!
Мы написали много статей о звездах для Universe Today. Вот Солнце, Какая самая яркая звезда в прошлом и будущем на небе? , а также Какая самая маленькая звезда?
Хотите узнать больше о рождении и смерти звезд? Мы сделали подкаст из двух частей на Астрономический состав . Вот часть 1, Откуда берутся звезды , а вот часть 2, Как умирают звезды .
Подкаст (аудио): Скачать (Продолжительность: 3:26 - 3,1 МБ)
Подписывайся: Подкасты Apple | RSS
Подкаст (видео): Скачать (62,9 МБ)
Подписывайся: Подкасты Apple | RSS