Самые большие известные звёзды Вселенной¶
Самая большая известная звезда во Вселенной — это объект, диаметр которого многократно превосходит солнечный. Под «большей звездой» понимают прежде всего физический размер (радиус), хотя масса и светимость — отдельные характеристики, которые не всегда коррелируют с размером. По состоянию на 2020-е годы наибольший подтверждённый радиус имеет сверхгигант UY Щита, хотя ряд кандидатов, включая Stephenson 2-18, оспаривает это первенство.
¶Критерии определения «самой большой звезды»
Размер звёзд определяется несколькими параметрами:
- Радиус — линейный размер от центра до фотосферы. Именно по радиусу обычно определяют «самую большую звезду».
- Масса — количество вещества. Самые массивные звёзды (порядка 150–250 солнечных масс) не обязательно являются самыми крупными по радиусу: они компактны и раскалены.
- Светимость — энергия, излучаемая за единицу времени. Рекордсмены по светимости (WR 102, WOH G64) — не самые крупные по радиусу.
Радиус сверхгигантов измеряется косвенными методами: по угловому диаметру и расстоянию, по спектральному анализу и моделированию атмосфер. Погрешность таких измерений может достигать десятков процентов, поэтому рейтинг «самых больших» звёзд периодически пересматривается.
¶Кандидаты на звание самой большой звезды
| Звезда | Созвездие | Примерный радиус (R☉) | Примечание |
|---|---|---|---|
| Stephenson 2-18 | Щит | ~2150 | Крупнейший известный кандидат |
| UY Щита | Щит | ~1700 | Долгое время считалась рекордсменом |
| WOH G64 | Золотая Рыба | ~1540 | Расположена в Большом Магеллановом Облаке |
| VY Большого Пса | Большой Пёс | ~1420 | Одна из самых изученных сверхгигантов |
| AH Скорпиона | Скорпион | ~1200 | Пульсирующий сверхгигант |
| KY Лебедя | Лебедь | ~1140 | Сверхгигант класса M |
¶Stephenson 2-18
Расположена в скоплении Стефенсона 2 на расстоянии около 20 000 световых лет в созвездии Щита. Оценки радиуса достигают 2150 солнечных радиусов: при таком размере звезда превысила бы орбиту Юпитера, а при расположении на месте Солнца её поверхность дошла бы до орбиты Сатурна. Масса оценивается в 12–25 солнечных масс, что свидетельствует о значительной потере вещества на протяжении эволюции. Точные измерения затруднены из-за сильного межзвёздного поглощения.
¶UY Щита
Красный сверхгигант в созвездии Щита, удалённый примерно на 9500 световых лет. Ранее считалась крупнейшей известной звездой: радиус оценивался в 1708 солнечных. Более поздние работы показали, что радиус, вероятно, меньше — около 550–750 R☉, однако в популярных источниках UY Щита продолжает упоминаться как рекордсмен.
¶VY Большого Пса
Один из наиболее изученных красных сверхгигантов, расположенный примерно в 3900 световых годах. Радиус оценивается в 1300–1500 солнечных. Звезда активно теряет вещество, формируя вокруг себя обширную туманность. Светимость составляет около 300 000 солнечных.
¶Почему звёзды достигают таких размеров
Красные сверхгиганты — это звёзды поздних стадий эволюции массой от 8 до 30 солнечных масс. После выгорания водорода в ядре начинается горение гелия, затем более тяжёлых элементов. Ядро сжимается и нагревается, а внешние слои расширяются и охлаждаются, превращая звезду в гиганта или сверхгиганта.
Рекордные размеры достигаются за счёт:
- Низкой плотности — средняя плотность красного сверхгиганта в тысячи раз меньше плотности воды.
- Высокой светимости — мощное излучение распирает внешние слои.
- Пульсаций — радиус звезды колеблется, поэтому «мгновенный» и «средний» радиус могут различаться.
При радиусе более 1500 R☉ звезда подходит к так называемой предельной линии Хамфриса — верхней границе светимости, которую может достичь звезда в равновесии.
¶Судьба сверхгигантов
Красные сверхгиганты живут недолго: от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов лет на стадии гиганта. В конце жизни они сбрасывают внешние слои, образуя планетарные туманности, а ядро превращается в белого карлика, нейтронную звезду или чёрную дыру. Наиболее массивные звёзды завершают жизнь сверхновой типа II или Ib/Ic.
Примером такого превращения стала SN 1987A — вспышка сверхновой в Большом Магеллановом Облаке, наблюдавшаяся в 1987 году. Её предшественницей была蓝-гигант Sanduleak −69° 202, что подтвердило теорию эволюции массивных звёзд.
¶Ограничения наблюдений
Определение радиуса затруднено рядом факторов:
- Межзвёздное поглощение — пыль скрывает часть света, занижая наблюдаемую светимость.
- Размытая граница — атмосферы сверхгигантов разрежены, граница фотосферы нечёткая.
- Пульсации — радиус меняется со временем.
- Погрешность расстояний — оценки расстояний до звёзд в галактической плоскости ненадёжны.
Из-за этих факторов список крупнейших звёзд регулярно обновляется: объекты, ранее считавшиеся рекордсменами, уступают первенство после уточнения данных.
¶Интересные факты
- Если бы Stephenson 2-18 находилась на месте Солнца, её поверхность пересекла бы орбиту Юпитера.
- VY Большого Пса теряет вещество со скоростью около 600 км/с, формируя газопылевую оболочку.
- Самая светимая известная звезда — WR 102 — имеет радиус всего 0,94 R☉, но превосходит Солнце по светимости в ~5 миллионов раз.
- WOH G64 — крупнейшая известная звезда за пределами Млечного Пути.
¶Источники
- NASA — обзоры крупнейших известных звёзд
- R.S. Srinivasan et al. (2017) — измерения радиусов сверхгигантов
- A. Arroyo-Torres et al. (2015) — спектроскопические модели красных сверхгигантов
- Encyclopaedia Britannica — статьи о звёздных гигантах и сверхгигантах
- Астрономические каталоги SIMBAD и Gaia DR3