Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Четверг, 22.06.2017, 10:50

Вселенная Сегодня » 2016 » Октябрь » 31 » Какая звезда самая большая во Вселенной?

31.10.2016
Какая звезда самая большая во Вселенной?
Автор: Fraser Cain

Эта статья впервые была опубликована в 2008 году, но несколько раз обновлялась для отслеживания наших всё время совершенствующихся знаний о космосе!

Моя шестилетняя дочь - это машина по задаванию вопросов. Пару дней назад мы ехали на машине из школы, и она расспрашивала меня о природе Вселенной. Одним из её вопросов был, "Какая звезда самая большая во Вселенной?" Я дал простой ответ. "Вселенная - это большое место", сказал я, "и нет никакого способа, которым мы сможем узнать, какая звезда самая большая". Но это не настоящий ответ.


Так что она уточнила вопрос. "Какая звезда самая большая из известных нам?" Конечно же, я застрял в машине без доступа в интернет. Но как только я вернулся домой и провел кое-какие исследования, я узнал ответ и подумал поделиться им с вами, но чтобы полностью ответить на него, вначале нужно раскрыть немного другой информации. Готовы?

Радиус и масса Солнца:

Когда речь идёт о размерах звёзд, важно сначала взглянуть на наше Солнце для чувства масштаба. Наша звезда имеет диаметр 1,4 миллиона километров. Это такое огромное число, что трудно получить представление о масштабе. Кстати, на Солнце приходится 99,9% всей материи в нашей Солнечной Системе. Фактически, вы могли бы уместить миллион планет Земля внутри объёма Солнца.

Используя эти значения, астрономы создали понятия "солнечный радиус" и "солнечная масса", которые они используют для сравнения звёзд большего или меньшего размера и массы с нашим Солнцем. Солнечный радиус равен 690 000 км, а солнечная масса равна 2 х 1030 кг. Это 2 нониллиона килограмм, или 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg.

Иллюстрация спектральной диаграммы Моргана-Кинана, показывающая различие между звёздами главной последовательности. Предоставлено: Wikipedia Commons.

Также стоит учесть тот факт, что наше Солнце довольно маленькое, это звезда G-класса главной последовательности (в частности, G2V звезда), которая широко известна как жёлтый карлик и находится с меньшей стороны диаграммы размеров (смотрите выше). Хотя Солнце определённо больше наиболее распространённых звёзд М-класса, или красных карликов, оно само по себе карликовое (не каламбур!) по сравнению с голубыми гигантами и другими спектральными классами звёзд.

Классификация:

Звёзды группируются на основе их характеристик, таких как спектральный класс (т.е. цвет), температура, размер и яркость. Наиболее распространённый метод классификации называется система Моргана-Кинана (МК), которая классифицирует звёзды в зависимости от температуры, используя буквы O, B, A, F, G, K и M, где O - самые горячие звёзды, а М - самые холодные. Каждый буквенный класс подразделяется на цифровые подклассы от 0 (самая горячая) до 9 (самая холодная). То есть самые горячие звёзды - это О1, а самые холодные звёзды - это М9.

В системе Моргана-Кинана класс светимости добавляется с помощью римских цифр. Это делается на основе определённой ширины линий поглощения в спектре звезды, которые меняются в зависимости от плотности атмосферы, что отличает звёзды-гиганты от карликов. Светимость имеет классы 0 и I применительно к гипер- и сверхгигантам; классы II, III и IV применительно к ярким, нормальным гигантам и субгигантам соотвественно; класс V для звёзд главной последовательности; а классы VI и VII применяются к субкарликам и карликам.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, показывающая связь между цветом звезды, светимостью и температурой. Предоставлено: astronomy.starrynight.com.

Существует также диаграмма Герцшпрунга-Рассела, касающаяся звёздной классификации по абсолютной звёздной величине (т.е. истинный блеск), светимости и температуре поверхности. Та же самая классификация используется для спектральных типов, начиная с голубого и белого цвета на одном конце до красного на другом, которая затем объединяет звёзды по абсолютной звёздной величине, размещая их на двумерном графике (смотрите выше).

В среднем, звёзды О-класса горячее звёзд других классов, достигая эффективных температур до 30 000 Кельвин. В то же самое время они крупнее и массивнее, достигая размеров более 6,5 солнечных радиусов и до 16 солнечных масс. На нижнем конце диаграммы звезды К- и М-классов (оранжевые и красные карлики), как правило, холоднее с температурами от 2400 до 5700 Кельвин, что составляет 0,7 - 0,96 от температуры Солнца и где-то 0,08 - 0,8 от солнечной массы.

Основываясь на полной классификации нашего Солнца (G2V), мы можем сказать, что это звезда главной последовательности с температурой около 5800 Кельвин. Теперь рассмотрим другую знаменитую звездную систему в нашей галактике - Эта Киля (Eta Carinae) - систему, содержащую, по меньшей мере, две звезды, расположенные на расстоянии 7500 световых лет от нас в направлении созвездия Киля. Главная звезда этой системы, по оценкам, в 250 раз больше Солнца, имеет массу минимум 120 солнечных масс и в миллион раз ярче Солнца, что делает её одной из самых больших и ярких звёзд, когда-либо наблюдаемых. 

Эта Киля, одна из самых массивных известных звёзд, расположенная в созвездии Киль. Предоставлено: NASA.

В настоящее время идут дебаты по поводу размера этой звезды. Большинство звёзд испускают звёздный ветер (то же самое, что и солнечный ветер у Солнца), со временем теряя массу. Но Эта Киля настолько большая, что сбрасывает массу в 500 раз больше массы Земли ежегодно. При такой потере массы астрономам трудно точно измерить, где кончается звезда, и начинается звёздный ветер. Кроме того, учёные полагают, что Эта Киля взорвётся в не столько отдалённом будущем, и это будет самой зрелищной сверхновой, которую когда-либо видели люди.

С точки зрения чистой массы, первое место достаётся звезде R136a1, расположенной в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии 163000 световых лет от нас. Считается, что эта звезда может содержать 315 солнечных масс, что представляет собой загадку для астрономов, так как они полагают, что звёзды могут содержать максимум только 150 солнечных масс. Ответ кроется в том, что звезда R136a1 образовалась, по всей вероятности, когда вместе слились несколько массивных звёзд. Излишне говорить, что R136a1 в любой день может взорваться как гиперновая.

С точки зрения крупных звёзд, хорошим (и популярным) примером служит Бетельгейзе. Расположенная в плече Ориона, этот известный сверхгигант имеет радиус примерно 950-1200 солнечных радиусов, при таком радиусе Солнце поглотило бы орбиту Юпитера в нашей Солнечной Системе. Фактически, всякий раз, когда мы хотим поставить размер нашего Солнца в перспективу, для этого мы часто используем Бетельгейзе (смотрите ниже).



Тем не менее, даже после того, как мы используем этот неуклюжий красный гигант для сравнения Солнца с крупными звёздами, всё ещё остаются звезды крупнее. Рассмотрим звезду WOH G64, красный сверхгигант, расположенный в Большом Магеллановом Облаке, приблизительно в 168 000 световых лет от Земли. Имея диаметр в 1540 солнечных радиуса, в настоящее время эта звезда является самой большой звездой, известной нам во Вселенной.

Но есть также RW Цефея, оранжевый гипергигант в созвездии Цефея, расположенный в 3500 световых годах от Земли и имеющий размеры 1535 солнечных радиуса в диаметре. Звезда Вэстерланд 1-26 (Westerlund 1-26) необычайно велика, это красный сверхгигант (или гипергигант), расположенный в звёздном сверхскоплении Westerlund 1 на расстоянии 11500 световых лет от нас и имеющий размеры 1530 солнечных радиусов в диаметре. Между тем, звезды V354 Цефея и VX Стрельца тоже имеют огромные размеры в 1520 солнечных радиусов в диаметре.

Самая большая звезда UY Щита (UY Scuti)

Звание самая большая звезда во Вселенной (о которых мы знаем) сводится к двум претендентам. Например, UY Щита в настоящее время в верхней части списка, расположенная на расстоянии 9500 световых лет от нас в созвездии Щит, это яркий красный сверхгигант и пульсирующая переменная звезда имеют средний радиус 1708 солнечных радиусов - или 2,4 миллиарда километров (15,9 а.е.), тем самым придавая ей объём в 5 миллионов объёмов Солнца.

Однако эта средняя оценка включает погрешность ±192 солнечных радиуса, что значит, радиус этой звезды может быть как 1900, так и 1516 солнечных радиуса. Нижняя граница размещает её наравне с V354 Цефея и VX Стрельца. Между тем вторая по размеру звезда в списке возможных самых крупных звёзд - это NML Лебедя (NML Cygni), полуправильная переменная звезда красный гипергигант, расположенная в созвездии Лебедь на расстоянии 5300 световых лет от Земли.


Увеличенное изображение красного гиганта UY Щита. Предоставлено: Rutherford Observatory/Haktarfone.

Из-за расположения этой звезды в планетарной туманности, она сильно затеняется пылью. В результате, по подсчётам астрономов, её размер может составлять от 1642 до 2775 солнечных радиусов, что значит, она могла бы стать самой большой звездой, известной во Вселенной (с запасом около 1000 солнечных радиусов), или в действительности торой по величине, не отставая от UY Щита.

Всего лишь несколько лет назад звание самой большой звезды носила VY Большого Пса (VY Canis Majoris), красный гипергигант в созвездии Большой Пёс, расположенная в 5000 световых годах от Земли. Ещё в 2006 году профессор Роберта Хэмфри из Университета Миннесоты вычислила верхнюю границу её размера в 1540 больше Солнца. Её средняя масса, тем не менее, составила 1420 солнечных масс, что ставит её на 8 место позади V354 Цефея и VX Стрельца.

Выше были перечислены самые большие звёзды, о которых нам известно, но в Млечном Пути скорее всего есть десятки звёзд побольше, скрытые пылью и газом, так что мы их не видим. Но даже если мы не сможем обнаружить эти звёзды, можно поразмышлять над их вероятными размером и массой. Так насколько же большими могут быть звёзды? Ещё раз повторюсь, профессор Роберта Хэмфри из Миннесоты дала ответ.


Сравнение размеров Солнца и VY Большого Пса, звезды, которая когда-то носила звание самой большой известной звезды во Вселенной. Предоставлено: Wikipedia Commons/Oona Räisänen.

Как она объяснила в своей статье, крупнейшие звёзды во Вселенной - самые холодные. Поэтому, хотя Эта Киля является самой яркой звездой, о которой мы знаем, она чрезвычайно горячая (25 000 Кельвин) и поэтому в диаметре всего 250 солнечных радиусов. Самые крупные звёзды, напротив, будут холодными сверхгигантами. Как в случае VY Большого Пса, который имеет температуру 3500 Кельвин, и действительно большая звезда будет ещё холоднее.

При 3000 Кельвин, по оценкам Хэмфри, холодный сверхгигант был бы размером в 2600 раз больше Солнца. Это ниже верхнего предела оценок для NML Лебедя, но выше средних оценок как для NML Лебедя, так и для UY Щита. Следовательно, это верхний предел звезды (по крайней мере, теоретически и основываясь на всей информации, которую мы имеем на сегодняшний день).

Но поскольку мы продолжаем всматриваться во Вселенную всеми нашими телескопами и изучаем её с помощью автоматических космических аппаратов и пилотируемых миссий, вы обязательно найдёте новые удивительные вещи, которые будут поражать нас дальше!

И обязательно посмотрите эту удивительную анимацию ниже, которая показывает размеры различных объектов в космосе, начиная с крошечных планет Солнечной Системы и заканчивая звездой UY Щита. Наслаждайтесь!




Название прочитанной вами статьи "Какая звезда самая большая во Вселенной?".

Похожие статьи:
Категория: Космический справочник | Просмотров: 3082 | Теги: космос, звёзды | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]