Самая яркая звезда нашей галактики. Самые большие звёзды во Вселенной
Иллюстрация звезды R136a1 – наиболее массивной из известных на сегодняшний день. Авторы и права: Sephirohq / Wikipedia.
Посмотрите на ночное небо – оно заполнено звёздами. Однако только микроскопическая часть из них видна невооруженным глазом. На самом деле, по оценкам учёных, в видимой Вселенной существует 10 000 миллиардов галактик в каждой из которых более ста миллиардов звёзд. А это ни много ни мало 10 24 звёзд. Эти эффектные тепловые станции имеют различные цвета и размеры – и в сравнении со многими из них наше Солнце выглядят просто крошечным. Однако какая звезда является настоящим космическим гигантом? Сперва нам необходимо дать определение понятию гигантская звезда: она должна обладать наибольшим радиусом или же наибольшей массой?
На сегодняшний день звездой с наибольшим радиусом признана звезда UY Щита (Scuti) – переменный красный сверхгигант в созвездии Щита. Она удалена от нас более чем на 9500 световых лет, и состоит по большей части из водорода и гелия, а также ряда других более тяжелых элементов. По химическому составу UY Щита напоминает наше Солнце, однако имеет радиус в 1708 (± 192) раз больший, чем у нашего светила. То есть почти 1 200 000 000 км, в результате чего ее окружность составляет более 7,5 миллиардов километров. Чтобы было проще понять такие размеры можно представить себе самолет, которому потребуется 950 лет чтобы облететь UY Щита – и даже если самолет сможет двигаться со скоростью света его путешествие продлится 6 часов и 55 минут.
Если мы поместим UY Щита на место нашего Солнца, то её поверхность будет проходить где-то между орбитами Юпитера и Сатурна – само собой разумеется, что Земля в этом случае будет поглощена. Учитывая огромный размер и массу от 20 до 40 солнечных масс, можно рассчитать, что плотность UY Щита составляет всего 7×10 -6 кг/м 3 . Другими словами, это более чем в миллиард раз меньше плотности воды. В самом деле, если бы мы сумели поместить эту звезду в бассейн, то теоретически она бы плавала. Будучи более чем в миллион раз менее плотной, чем земная атмосфера UY Щита, подобно воздушному шарику, летала бы в воздухе.
Но если эти безумные факты не удивили вас, то давайте перейдем к самой тяжелой звезде. Звезда-тяжеловес R136a1, расположена в Большом Магеллановом Облаке, приблизительно в 165 000 световых лет от нас. Эта звезда всего в 35 раз крупнее нашего Солнца, однако она 265 раз тяжелее его – это действительно удивительно учитывая тот факт, что она уже потеряла 55 солнечных масс за 1,6 миллиона лет своей жизни.
R136a1 является весьма нестабильной звездой типа Вольфа-Райе. Она выглядит как голубой шар с нечёткой поверхностью, который постоянно формирует чрезвычайно мощные звёздные ветры. Эти ветры движутся со скоростью до 2600 км/с. Из-за такой высокой активности R136a1 теряет 3,21×10 18 кг/с своей массы – это примерно одна Земля каждые 22 дня. Звезды такого типа светят ярко и умирают быстро. R136a1 излучает в девять миллионов раз больше энергии, чем наше Солнце. Её яркость в 94 000 раз больше яркости Солнца. В действительности это наиболее яркая звезда из когда-либо найденных. Температура на её поверхности составляет более 53 000 Кельвин, а жить ей осталось всего два миллиона лет после чего она взорвется как сверхновая.
Конечно, против таких гигантов наше Солнце кажется карликом, но со временем оно тоже будет увеличиваться в размерах. Примерно через семь с половиной миллиардов лет, оно достигнет своего наибольшего размера и превратится в красного гиганта.
Наука
Конечно, океаны – необъятны, а горы невероятно высоки. Более того, 7 миллиардов человек, для которых Земля является домом, также невероятно большое количество. Но, живя в этом мире, диаметром 12 742 километра, легко забыть, что это, в сущности, пустяк для такого понятия, как космос. Когда мы смотрим в ночное небо, мы понимаем, что мы – всего лишь песчинка в огромной бесконечной Вселенной. Предлагаем вам узнать о самых крупных объектах космоса, размеры некоторых из них нам сложно себе представить.
1) Юпитер
Самая большая планета Солнечной системы (142 984 километра в диаметре)
Юпитер - самая крупная планета нашей звездной системы. Древние астрономы назвали эту планету в честь отца римских богов Юпитера. Юпитер является пятой планетой от Солнца. Атмосфера планеты состоит на 84 процента из водорода и на 15 процентов из гелия. Все остальное – ацетилен, аммиак, этан, метан, фосфин и водяной пар.
Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли, а диаметр – больше в 11 раз. Масса этого гиганта составляет 70 процентов от массы всех планет Солнечной системы. Объем Юпитера достаточно велик, чтобы вместить в себя 1300 планет, подобных Земле. У Юпитера 63 известных спутника, но большинство из них невероятно мелкие и нечеткие.
2) Солнце
Самый крупный объект Солнечной системы (1 391 980 километров в диаметре)
Наше Солнце является желтой звездой-карликом, это самый крупный объект звездной системы, в которой мы существуем. Солнце содержит 99,8 процентов массы всей этой системы, большую часть остальной массы приходится на Юпитер. В настоящее время Солнце состоит на 70 процентов из водорода и на 28 процентов из гелия, оставшиеся вещества составляют всего 2 процента его массы.
С течением времени водород в ядре Солнца превращается в гелий. Условия в ядре Солнца, которое составляет 25 процентов от его диаметра, экстремальны. Температура составляет 15,6 миллионов Кельвинов, а давление – 250 миллиардов атмосфер. Энергия Солнца достигается за счет реакций ядерного синтеза. Каждую секунду примерно 700 000 000 тонн водорода превращается в 695 000 000 тонн гелия и 5 000 000 тонн энергии в форме гамма лучей.
3) Наша Солнечная система
15*10 12 километров в диаметре
Наша Солнечная система включает всего одну звезду, которая является центральным объектом, и девять основных планет: Меркурий, Венеру, Землю, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон, а также множество спутников, миллионы твердых астероидов и миллиарды ледяных комет.
4) Звезда VY Большого Пса
Самая крупная звезда во Вселенной (3 миллиарда километров в диаметре)
VY Большого Пса – самая крупная из известных звезда и одна из самых ярких звезд на небе. Это красный гипергигант, который располагается в созвездии Большого Пса. Радиус этой звезды больше радиуса нашего Солнца примерно в 1800-2200 раз, ее диаметр составляет примерно 3 миллиарда километров.
Если бы эту звезду поместили в нашу Солнечную систему, она бы закрывала орбиту Сатурна. Некоторые астрономы полагают, что VY на самом деле меньше – примерно в 600 раз превосходит Солнце по размерам, и поэтому достигала бы всего лишь орбиты Марса.
5) Огромные залежи воды
Астрономы обнаружили самые крупные и массивные запасы воды, которые когда-либо были найдены во Вселенной. Гигантское облако, которому около 12 миллиардов лет, содержит в 140 триллионов раз больше воды, чем содержат все океаны Земли вместе взятые.
Облако газообразной воды окружает супермассивную черную дыру, которая расположена на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли. Это открытие показывает, что вода преобладала во Вселенной практически все время ее существования, сказали исследователи.
6) Экстремально крупные и массивные черные дыры
21 миллиард масс Солнца
Супермассивные черные дыры – самые крупные черные дыры галактики, которые по массе составляют сотни, а то и тысячи миллионов масс Солнца. Большинство, а возможно, и все галактики, включая Млечный Путь, по мнению ученых, содержат супермассивные черные дыры в своих центрах.
Один из таких монстров, который по массе в 21 миллион раз превосходит массу Солнца, представляет собой яйцеобразную воронку из звезд галактики NGC 4889, самой яркой галактики в растянутом облаке тысяч галактик. Дыра расположена примерно в 336 миллионах световых лет от нас в созвездии Волосы Вероники. Эта черная дыра настолько огромна, что превосходит в диаметре нашу Солнечную Систему в 12 раз.
7) Млечный Путь
100-120 тысяч световых лет в диаметре
Млечный Путь - пересечённая спиральная галактика, которая содержит 200-400 миллиардов звезд. Вокруг каждой из этих звезд вращается множество планет.
По некоторым подсчетам, 10 миллиардов планет находятся в обитаемой зоне , вращаясь вокруг своих родительских звезд, то есть в зонах, где имеются все условия для зарождения жизни, подобной земной.
8) Эль-Гордо
Самое большое скопление галактик (2*10 15 солнечных масс)
Эль-Гордо расположено на расстоянии более 7 миллиардов световых лет от Земли, поэтому то, что мы сегодня наблюдаем, это всего лишь ранняя ее стадия. Согласно исследователям, которые занимались этим галактическим скоплением, оно является самым крупным, самым горячим и выделяет больше всего излучения, чем любое другое известное скопление на этом же расстоянии, либо дальше.
Центральная галактика в центре Эль-Гордо невероятно яркая и имеет необычное голубое свечение. Авторы исследований предполагают, что эта экстремальная галактика является результатом столкновения и слияния двух галактик.
С помощью космического телескопа "Спитцер" и оптических изображений ученые оценили, что 1 процент общей массы скопления составляют звезды, а остальное - это горячий газ, который наполняет космическое пространство между звездами. Такое соотношение звезд к газу подобно соотношению и в других массивных скоплениях.
9) Наша Вселенная
Размер – 156 миллиардов световых лет
Конечно, точные размеры Вселенной никто никогда не мог назвать, но, по некоторым оценкам, ее диаметр составляет 1,5*10 24 километров. Нам вообще сложно представить, что где-то есть конец, потому что Вселенная включает невероятно гигантские объекты:
Диаметр Земли: 1,27*10 4 км
Диаметр Солнца: 1,39*10 6 км
Солнечная система: 2,99*10 10 км или 0,0032 св. л.
Расстояние от Солнца до ближайшей звезды: 4,5 св. л.
Млечный путь: 1,51*10 18 км или 160,000 св. л.
Местная группа галактик: 3,1*10 19 км или 6,5 миллиона св. л.
Местное суперскопление: 1,2*10 21 км или 130 миллионов св. л.
10) Мультиленная
Можно попытаться представить себе не одну, а множество Вселенных, которые существуют в одно и то же время. Мультиленная (или Множественная Вселенная) – это допустимое скопление многих возможных Вселенных, включая нашу собственную, которые все вместе заключают все, что существует или может существовать: целостность космоса, времени, материального вещества и энергии, а также физические законы и константы, которые все это описывают.
Однако существование других Вселенных, помимо нашей, не доказано, поэтому весьма вероятно, что наша Вселенная – единственная в своем роде.
Людям свойственно заглядываться на небо, наблюдая миллионы и миллионы звезд. Мы мечтаем о далеких мирах и рисуем себе образы братьев по разуму. Каждый мир озаряет собственное «солнце». Исследовательская техника заглядывает вглубь пространства на 9 миллиардов световых лет.
Но и этого недостаточно, чтобы с точностью сказать, сколько же звезд в космосе. На текущем этапе изучения известно о 50 миллиардах. Это количество неуклонно растет, так как идет постоянное исследование, техника совершенствуется. Люди узнают о новых гигантах и карликах в мире космических объектов. Какая же из звезд самая большая во Вселенной?
Размеры Солнца
Рассуждая о габаритах звезд, поймите, с чем сравнивать, ощутите масштаб. Размеры нашего Солнца впечатляют. Его диаметр 1,4 млн км. Это громадное число трудно себе представить. Поможет в этом тот факт, что масса Солнца составляет 99,9% массы всех объектов Солнечной системы. Теоретически внутри нашего светила мог бы разместиться миллион планет.
Используя эти цифры, ученые-астрономы придумали термины «солнечный радиус» и «солнечная масса», которые применяют для сравнения размеров и масс космических объектов. Радиус Солнца составляет 690 000 км, а вес - 2 миллиарда килограммов. По сравнению с другими звездами Солнце - относительно небольшой космический объект.
Экс-чемпион среди звезд
Звездная масса постоянно "худеет" из-за «звездного ветра». Термоядерные процессы, непрерывно сотрясающие вселенские светила, приводят к потере водорода - «топлива» для реакций. Соответственно, уменьшается и масса. Поэтому ученым трудно давать точные цифры, касающиеся параметров таких крупногабаритных и раскаленных объектов.Светила стареют и после взрыва сверхновой превращаются в нейтронную звезду или черную дыру.
Десятилетиями самой большой звездой признавали VY в созвездии Большого Пса. Не так давно параметры уточнили, и расчеты ученых показали, что ее радиус равен 1300-1540 радиусов Солнца. Диаметр гиганта 2 миллиарда километров, и расположился он в 5000 световых лет от Земли.
Чтобы представить габариты этого объекта, представьте себе, что облететь вокруг него, двигаясь со скоростью 800 км/час, удастся за 1200 лет. Если вдруг представить, что Землю сжали до 1 см и так же сократили VY, то гигант будет размером 2,2 км.
А вот масса звезды невелика и превышает массу Солнца лишь в 40 раз. Это происходит в силу низкой плотности вещества. Яркость светила поистине удивляет. Оно излучает свет в 500 000 раз ярче нашего. Впервые о VY упоминают в 1801 году. Ее описал ученый Жозеф Жером де Лаланд. Запись гласит, что светило относится к седьмому классу.
С 1850 года наблюдения говорят о постепенной потере яркости. Внешний край VY стал увеличиваться оттого, что силы гравитации уже не удерживают массу на постоянном уровне. В скором времени (по космическим меркам) возможен взрыв этой звезды сверхновой. Ученые утверждают, что это может случиться завтра или через миллион лет. Точных цифр у науки нет.
Действующий звездный чемпион
Исследования космоса продолжаются. В 2010 году ученые под руководством Пола Кроутера увидели впечатляющий космический объект с помощью телескопа Хаббл. Исследуя Большое Магелланово облако, астрономы открыли новое светило и дали ему название R136a1. От нас до R136a1 расстояние составляет 163 000 световых лет.
Параметры потрясли ученых. Масса гиганта превышает массу Солнца в 315 раз при том, что раньше утверждалось, что в космосе нет звезд, превышающих наше Солнце по массе в 150 раз. Такой феномен произошел, по гипотезе ученых, из-за соединения нескольких объектов. Яркость свечения R136a1 превышает яркость излучения нашего солнца в 10 млн раз.
За период от открытия до нашего времени звезда потеряла одну пятую массы, но все равно считается рекордсменкой даже среди соседок. Их также открыла группа Кроутера. Эти объекты тоже превысили рубеж в 150 масс солнца.
Ученые подсчитали, что если R136a1 разместить в Солнечной системе, то яркость свечения сравнительно с нашим светилом будет такой, как если бы сравнивали яркость Солнца и Луны.
Это самая большая звезда, о которой пока известно человечеству. Наверняка в галактике Млечный Путь десятки, если не сотни, более крупных светил, закрытых от нашего глаза газопылевыми облаками.
VV Цефея 2 . На 2400 световых лет разместилась VV Цефея 2, которая превышает размеры Солнца в 1600-1900 раз. Радиус составляет 1050 радиусов нашего Солнца. По излучению света звезда превышает ориентир от 275 до 575 тысяч раз. Это переменный пульсар, пульсирующий с интервалом 150 суток. Скорость космического ветра, направленного прочь от светила, составляет 25 км/сек.
Размеры Солнца и звезды VV Цефея 2 Исследованиями доказано, что VV Цефея 2 – это двойная звезда. Затмение второй звезды В происходит регулярно каждые 20 лет. VV Цефея В обращается вокруг основной звезды VV Цефея 2. Она голубая, период оборота у нее 20 лет. Затмение длится 3,6 года. Объект превосходит Солнце по массе в 10 раз, а интенсивностью свечения - в 100 000 раз.
Мю Цефея . В Цефее красуется красный супергигант, размерами превышающий Солнце в 1650 раз. Мю Цефея – это ярчайшая звезда Млечного пути. Яркость свечения выше ориентира в 38 000 раз. Она известна еще и как «гранатовая звезда Гершеля». Изучая звезду в 1780-х годах, ученый назвал ее «восхитительно красивым объектом гранатового цвета».
В небе северного полушария ее наблюдают без телескопа с августа по январь, она напоминает капельку крови на небосклоне. По прошествии двух-трех миллионов лет ожидают взрыв гигантской сверхновой, которая превратит звезду в черную дыру или пульсар и газопылевое облако.
В 20 000 световых лет от Земли сияет красный гигант V838 в созвездии Единорога. Это скопление звезд, раньше никому особенно не известное, «прославилось» в 2002 году. В это время там случился взрыв, который астрономы восприняли сначала как взрыв сверхновой. Но в силу молодого возраста звезда не подходила к космической «кончине».
Долгое время не могли даже предположить, в чем причина катаклизма. Сейчас выдвинуты гипотезы, что объект поглотил «звезду-компаньона» или объекты, обращавшиеся вокруг него.
Объекту приписывают габариты от 1170 до 1970 радиусов Солнца. Из-за гигантского расстояния ученые не дают точных цифр массы красной переменной звезды.
Еще недавно ученые считали, что параметры WHO 64 сопоставимы с R136a1 из созвездия Большого Пса.
Но было установлено, что размеры этого светила больше солнечных лишь в 1540 раз. Оно светит из Большого Магелланова облака.
V354 Цефея . Красный сверхгигант V354 Цефея, находящийся в 9000 световых годах от Земли, невидим без телескопа.
Он расположился в галактике Млечный Путь. Температура на оболочке - 3650 градусов по Кельвину, радиус больше солнечного в 1520 раз и определяется в 1,06 миллиардов км.
KY Лебедя . Лететь к KY Лебедя пришлось бы 5000 световых лет. Это время трудно вообразить. Такие цифры означают, что луч света летит с гиперсветовой скоростью от звезды к Земле 5000 лет.
Если сопоставить радиус объекта и Солнца, то он составит 1420 солнечных радиусов. Масса звезды лишь в 25 раз больше массы ориентира. Зато KY вполне поборется за звание самой яркой звезды в открытой нам части Вселенной. Ее светимость перегоняет солнечную в миллионы раз.
KW Стрельца . 10 000 непреодолимых световых лет отделяют нас от звезды KW в Стрельце.
Это красный сверхгигант размером 1460 солнечных радиусов и светимостью в 360 000 раз выше, чем у нашего Солнца.
Созвездие видно на небосводе южного полушария. Его легко отыскать на поверхности Млечного Пути. Впервые звездное скопление описал Птолемей во втором веке.
RW Цефея . О габаритах RW Цефея спорят до сих пор. Одни ученые утверждают, что размеры равны 1260 радиусам ориентира, другие склоняются, что они составляют 1650 солнечных радиусов. Это крупнейшая переменная звезда.
Если ее переместить на место Солнца в нашу систему, то фотосфера супергиганта окажется между траекториями Сатурна и Юпитера. Звезда стремительно летит к Солнечной системе со скоростью 56 км/сек. Конец светила превратит его в сверхновую, или ядро сколлапсирует в черную дыру.
Бетельгейзе. В 640 световых лет в Орионе расположился красный гигант Бетельгейзе. Размер Бетельгейзе составляет 1100 радиусов Солнца. Астрономы уверены, что в ближайшее время наступит период перерождения звезды в черную дыру или сверхновую. Человечество увидит это вселенское шоу из «первого ряда».
По мере того как мы жадно всматриваемся в небо со всеми нашими инструментами и исследуем его роботизированными космолетами и миссиями с человеческими экипажами, мы непременно сделаем новые удивительные открытия, которые повлекут нас еще дальше в просторы космоса.
Мы постоянно изучаем новые объекты среди триллионов небесных тел. Откроем еще не одну новую звезду, которая размерами затмит уже известные. Но увы, мы никогда не узнаем о настоящих масштабах Вселенной.
С виду неприметная UY Щита
Современная астрофизика в плане звёзд будто заново переживает младенческий период. Наблюдения звёзд дают больше вопросов, чем ответом. Поэтому спрашивая о том, какая звезда является наибольшей во Вселенной, нужно быть сразу готовым к ответным вопросам. Спрашиваете ли вы о самой большой из известных науке звёзд, или о том, какими лимитами ограничивает звезду наука? Как это обычно бывает, в обоих случаях вы не получите однозначного ответа. Самый вероятный кандидат на крупнейшую звезду вполне равноправно делит пальму первенства со своими «соседями». Насчёт того, насколько он может быть меньше настоящей «царь звезды» также остаётся открытым.
Сравнение размеров Солнца и звезды UY Щита. Солнце — почти невидимый пиксель слева от UY Щита.
Сверхгигант UY Щита с некоторой оговоркой можно назвать самой крупной звездой из наблюдаемых в наши дни. Почему «с оговоркой» будет сказано ниже. UY Щита удалён от нас на 9500 световых лет и наблюдается как тусклая переменная звёздочка, различимая в небольшой телескоп. По оценкам астрономов, её радиус превышает 1700 радиусов Солнца, а в период пульсации этот размер может увеличиться до целых 2000.
Получается, помести такую звезду на место Солнца, нынешние орбиты планеты земной группы оказались бы в недрах сверхгиганта, а границы её фотосферы временами упирались бы в орбиту . Если представить нашу Землю как гречневую крупицу, а Солнце – арбуз, то диаметр UY Щита будет сопоставим с высотой Останкинской телебашни.
Чтобы облететь такую звезду со скоростью света понадобится целых 7-8 часов. Вспомним, что свет, испущенный Солнцем, доходит до нашей планеты всего за 8 минут. Если лететь с той же скоростью, с какой за полтора часа совершает один оборот вокруг Земли, то полёт вокруг UY Щита продлится почти пять лет. Теперь представим эти масштабы, учитывая, что МКС летит в 20 быстрее пули и в десятки раз – пассажирских авиалайнеров.
Масса и светимость UY Щита
Стоит заметить, что столь чудовищный размер UY Щита совершенно несопоставим с другими её параметрами. Эта звезда «всего лишь» в 7-10 раз массивнее Солнца. Получается, средняя плотность этого сверхгиганта почти в миллион раз ниже плотности, окружающего нас, воздуха! Для сравнения, плотность Солнца в полтора раза превышает плотность воды, а крупица материи и вовсе «весит» миллионы тон. Грубо говоря, усреднённая материя такой звезды по плотности подобна слою атмосферы, расположенного на высоте около ста километров над уровнем моря. Этот слой, также называемый, линией Кармана, являет собой условную границу между земной атмосферой и космосом. Получается, плотность UY Щита лишь немногим не дотягивает до космического вакуума!
Также UY Щита не является самой яркой. Обладая собственной светимостью 340 000 солнечных, он в десятки раз тусклее самых ярких звёзд. Хорошим примером является звезда R136, которая, являясь самой массивной из известных ныне звёзд (265 солнечных масс), ярче Солнца почти в девять миллионов раз. При этом звезда всего лишь в 36 раз больше Солнца. Получается, R136 в 25 раз ярче и примерно во столько же раз массивнее UY Щита, при том, что она в 50 раз меньше исполина.
Физические параметры UY Щита
В целом UY Щита является пульсирующим переменным красным сверхгигантом спектрального класса M4Ia. То есть, на диаграмме спектр-светимости Герцшпрунга-Рассела UY Щита расположена на верхнем правом углу.
На данный момент звезда подбирается к конечным этапам своей эволюции. Как и все сверхгиганты, она приступила к активному сжиганию гелия и некоторых других более тяжелых элементов. Согласно современным моделям, через считанные миллионы лет UY Щита будет последовательно превращаться в жёлтого сверхгиганта, затем – в яркую голубую переменную или звезду Вольфа-Райе. Финальным этапам её эволюции будет сверхновый взрыв, в ходе которого звезда сбросит свою оболочку, вероятнее всего оставив после себя нейтронную звезду.
Уже сейчас UY Щита проявляет свою активность в виде полурегулярной переменности с приблизительным периодом пульсации 740 дней. Учитывая то, что звезда может менять свой радиус с 1700 до 2000 радиусов Солнца, скорость её расширения и сжатия сопоставима со скоростью космических кораблей! Потеря её массы составляет внушительную скорость 58 миллионных солнечных масс в год (или 19 земных масс в год). Это почти полторы земные массы в месяц. Так, будучи миллионы лет назад на главной последовательности, UY Щита могла иметь массу от 25 до 40 солнечных.
Великаны среди звёзд
Возвращаясь к оговорке, сказанной выше, отметим, что первенство UY Щита как самой большой из известных звёзд нельзя назвать однозначным. Дело в том, что астрономы до сих пор не могут с достаточной степенью точности определить расстояние до большинства звёзд, а значит и оценить их размеры. Кроме того, крупные звёзды, как правило, очень нестабильны (вспомним пульсацию UY Щита). Точно также они имеют довольно размытую структуру. Они могут обладать довольно протяженной атмосферой, непрозрачными газопылевыми оболочками, дисками или крупной звездой-компаньоном (пример – VV Цефея, см. ниже). Невозможно точно сказать, где проходит граница таких звёзд. В конце концов, устоявшееся понятие о границе звёзд как радиусе их фотосферы и без того крайне условно.
Поэтому в это число можно включить около десятка звёзд, к которым относится NML Лебедя, VV Цефея А, VY Большого Пса, WOH G64 и некоторые другие. Все эти звёзды расположены в окрестностях нашей галактики (считая его спутники) и во многом схожи друг с другом. Все они являются красными сверхгигантами или гипергигантами (о разнице сверх- и гипер см. ниже). Каждый из них через считанные миллионы, а то и тысячи лет превратится в сверхновую. Также они схожи в своих размерах, лежащих в пределах 1400-2000 солнечных.
Каждая из этих звёзд обладает своей особенностью. Так у UY Щита этой особенностью является, оговорённая ранее, переменность. WOH G64 обладает тороидальной газопылевой оболочкой. Крайне интересной является двойная затменно-переменная звезда VV Цефея. Она представляет собой тесную систему двух звёзд, состоящих из красного гипергиганта VV Цефея A и голубой звезды главной последовательности VV Цефея B. Центы этих звёзд расположены друг от друга в каких-то 17-34 . Учитывая то, что радиус VV Цефея B может достигать 9 а.е. (1900 солнечных радиусов), друг от друга звёзды расположены на «расстоянии вытянутой руки». Их тандем настолько тесен, что целые куски гипергиганта с огромными скоростями перетекают на «малютку-соседа», который меньше его почти в 200 раз.
В поисках лидера
В таких условиях оценка размера звёзд уже проблематична. Как можно говорить о размере звезды, если её атмосфера перетекает в другую звезду, или плавно переходит в газопылевой диск? Это при том, что сама-по себе звезда состоит из очень разряженного газа.
Более того, все крупнейшие звёзды являются крайне нестабильными и короткоживущими. Такие звёзды могут жить считанные миллионы, а то и вовсе сотни тысяч лет. Поэтому, наблюдая гигантскую звезду в другой галактике, можно быть уверенным, что сейчас на её месте пульсирует нейтронная звезда или искривляет пространство черная дыра, окруженная остатками сверхнового взрыва. Будь такая звезда даже в тысячах световых лет от нас нельзя быть полностью уверенным в том, что она до сих существует или осталась тем же исполином.
Прибавим к этому несовершенство современных методов определения расстояния до звёзд и ряд не оговоренных проблем. Получается то, что даже среди десятка известных крупнейших звёзд нельзя выделить определённого лидера и расставить их в порядке возрастания размеров. В данном случае UY Щита была приведена как наиболее вероятный кандидат на лидерство среди «большой десятки». Это вовсе не означает, что его лидерство неоспоримо и то, что, к примеру, NML Лебедя или VY Большого Пса не могут быть больше её. Поэтому разные источники на вопрос о наибольшей из известных звёзд могут отвечать по-разному. Это говорит скорее не об их некомпетентности, а о том, что наука не может давать однозначных ответов даже на столь прямые вопросы.
Крупнейшая во Вселенной
Уж если среди открытых звёзд наука не берётся выделить крупнейшую, как можно говорить о том, какая звезда является наибольшей во Вселенной? По оценкам учёных число звёзд даже в границах наблюдаемой Вселенной в десять раз превышает число песчинок на всех пляжах мира. Разумеется, даже взору самых мощных современных телескопов доступно невообразимо меньшая их часть. В поиске «звёздного лидера» не поможет и то, что крупнейшие звёзды могут выделяться своей светимостью. Какой бы их яркость не была, она померкнет при наблюдении далёких галактик. Тем более, как отмечалось ранее, самые яркие звёзды не являются самыми крупными (пример — R136).
Также вспомним о том, что наблюдая крупную звезду в далёкой галактике, мы фактически будем видеть её «призрак». Поэтому найти самую крупную звезду во Вселенной непросто невозможно, её поиски будут просто бессмысленны.
Гипергиганты
Если наибольшую звезду невозможно найти практически, может, стоит её разработать теоретически? Т.е., найти некий предел, после которого существование звезды уже не может быть звездой. Однако даже здесь современная наука сталкивается с проблемой. Современная теоретическая модель эволюции и физики звёзд не объясняют многого из того, что существует фактически и наблюдается в телескопы. Примером тому служат гипергиганты.
Астрономам не раз приходилось поднимать планку предела звёздной массы. Такой предел впервые ввёл в 1924 году английский астрофизик Артур Эддингтон. Получив кубическую зависимость светимости звёзд от их массы. Эддингтон понял, что звезда не может накапливать массу бесконечно. Яркость возрастает быстрее массы, и это рано или поздно приведёт к нарушению гидростатического равновесия. Световое давление нарастающей яркости будет буквально сдувать внешние слои звезды. Предел, рассчитанный Эддингтоном, составлял 65 солнечных масс. В последствие астрофизики уточняли его расчёты, добавляя в них неучтённые компоненты и применяя мощные компьютеры. Так современный теоретический предел массы звезд составляет 150 солнечных масс. Теперь вспомним о том, что масса R136a1 составляет 265 солнечных масс, это почти в два раза выше теоретического предела!
R136a1 является самой массивной из известных ныне звёзд. Кроме неё значительными массами обладает ещё несколько звёзд, число которых в нашей галактике можно пересчитать по пальцам. Такие звёзды назвали гипергигантами. Заметим, что R136a1 значительно меньше звёзд, которые, казалось бы, должны быть ниже её по классу – к примеру, сверхгиганта UY Щита. Всё потому что гипергигантами называет не самые крупные, а именно самые массивные звёзды. Для таких звёзд создали отдельный класс на диаграмме спектр-светимости (O), расположенных выше класса сверхгигантов (Ia). Точной начальной планки массы гипергиганта не установлено, но, как правило, их масса превышает 100 солнечных. Ни одна из крупнейших звёзд «большой десятки» не дотягивает до этих пределов.
Теоретический тупик
Современная наука не может объяснить природу существования звёзд, масса которых превышает 150 солнечных. Отсюда вытекает вопрос, как можно определить теоретический предел размера звёзд, если радиус звезды, в отличие от массы, сам по себе является расплывчатым понятием.
Примем во внимание то, что точно не известно, что представляли собой звёзды первого поколения, и какими они будут в ходе дальнейшей эволюции Вселенной. Изменения состава, металличности звёзд может повлечь радикальные перемены в их структуре. Астрофизиком только предстоит осмыслить те сюрпризы, которые преподнесут им дальнейшие наблюдения и теоретические изыскания. Вполне возможно, что UY Щита может оказаться настоящей крохой на фоне гипотетической «царь-звезды», которая где-нибудь светит или будет светить в самых далёких уголках нашей Вселенной.
Одним из популярных сегодня способов подачи информации является составление рейтингов – выяснение самого высокого в мире человека, самой длинной реки, самого старого дерева и т.д. Существуют такие рейтинги и в мире астрономии – науки о звездах.
Из школьных уроков мы хорошо знаем, что наше Солнце, которое дарит нашей планете тепло и свет – в масштабах Вселенной очень невелико. Звезды этого типа называются желтыми карликами, и среди бесчисленных миллионов светил можно найти множество гораздо более крупных и эффектных астрономических объектов.
«Звездный» жизненный цикл
Прежде чем искать самую большую звезду, давайте вспомним, как живут звезды и какие стадии они проходят в своем цикле развития.
Как известно, звезды образуются из гигантских облаков межзвездной пыли и газа, которые постепенно уплотняются, наращивают массу и под действием собственной гравитации сжимаются все больше и больше. Температура внутри скопления постепенно растет, а диаметр уменьшается.
Фаза, обозначающая, что астрономический объект стал полноценной звездой, длится 7-8 миллиардов лет. В зависимости от температуры звезды могут в этой фазе быть голубыми, желтыми, красными и т.д. Цвет определяется массой звезды и протекающими в ней физико-химическими процессами.
Но любое светило в конце концов начинает остывать и одновременно расширяться в объеме, превращаясь в «красного гиганта», по диаметру превышающего первоначальную звезду в десятки или даже сотни раз. В это время звезда может пульсировать, то расширяясь, то сжимаясь в диаметре.
Этот период длится несколько сотен миллионов лет и заканчивается взрывом, после чего остатки звезды сжимаются, образуя тусклый «белый карлик», нейтронную звезду или «черную дыру».
Итак, если мы ищем самую большую звезду во Вселенной, то она, скорее всего, будет «красным гигантом» — звездой в фазе старения.
Самая большая звезда
На сегодняшний день астрономам известно достаточно много «красных гигантов», которые можно назвать самыми большими звездами в доступной наблюдению части Вселенной. Поскольку этот тип звезд подвержен пульсации, то в разные годы лидерами по величине считались:
— KY Лебедя – масса превышает массу Солнца в 25 раз, а диаметр – 1450 солнечных;
— VV Цефея – с диаметром около 1200 солнечных;
— VY Большого Пса – считается крупнейшей в нашей Галактике, ее диаметр составляет около 1540 солнечных диаметров;
— VX Стрельца – диаметр в максимальной фазе пульсации достигает 1520 солнечных;
— WOH G64 – звезда из ближайшей к нам соседней галактики, диаметр которой достигает, по разным оценкам, 1500-1700 солнечных;
— RW Цефея – с диаметром 1630 диаметров Солнца;
— NML Лебедя – «красный гигант», в окружности превышающий 1650 диаметров Солнца;
— UV Щита – сегодня считается наибольшей в обозримой части Вселенной, с диаметром, составляющим около 1700 диаметров нашего Солнца.
Самая тяжелая звезда Вселенной
Следует упомянуть еще одну звезду-чемпиона, которая обозначена астрономами как R136a1 и находится в одной из галактик Большого Магелланова Облака. Ее диаметр пока не слишком впечатляет, а вот масса в 256 раз превышает массу нашего Солнца. Эта звезда нарушает одну из основных астрофизических теорий, которая утверждает, что существование звезд с массой более 150 солнечных невозможно из-за нестабильности внутренних процессов.
Кстати, в соответствии с астрономическими расчетами, R136a1 потеряла пятую часто своей массы – первоначально этот показатель находился в пределах 310 солнечных масс. Предполагают, что гигант образовался в результате слияния нескольких обычных звезд, поэтому он не отличается стабильностью и в любой момент может взорваться, превратившись в Сверхновую.
Он и сегодня превышает по яркости Солнце в десять миллионов раз. Если переместить R136a1 в нашу галактику, она затмит Солнце с той же яркостью, с какой Солнце сейчас затмевает Луну.
Самые яркие звезды на небе
Из тех звезд, которые мы можем видеть невооруженным глазом на небосводе, обладают голубой гигант Ригель (созвездие Ориона) и красный Денеб (созвездие Лебедя).
Третья по яркости – красная Бетельгейзе, которая вместе с Ригелем составляет знаменитый Пояс Ориона.
