Гиганты Вселенной

В течение жизни на Земле сложно не заметить Солнца. Этот огромный шар атомного огня господствует на небе, и это немудрено: он самое большое тело в Солнечной системе. Несмотря на то что его свет затмевает все рядом, Солнце для звезды невелико — оно скорее средних размеров.

Значит, там существуют звёзды большего размера? Да, конечно; наше Солнце по своей природе относится к жёлтым карликам, что делает его немного меньше средних размеров. Вот несколько из самых больших, пышных звёзд (которых удалось обнаружить).

Но сначала, несколько слов о звездах

Существует множество звезд разного размера. Важно помнить: у звезд нет четких границ как у планет или лун. Вместо твердой поверхности у этих ядерных огненных шаров размытые контуры из-за постепенного испарения перегретой газовой массы, составляющей их.

Астрономы при изучении звёзд используют фотосферу — уровень, где звезда становится прозрачной (т.е. фотоны могут покидать её). Так что, продолжая разговор о поверхности звёзд, имейте в виду, что речь идёт о их фотосфере.

Важно понимать, что мы никогда не измеряли звезду непосредственно. Никто не подходил к ней с линейкой для измерения расстояния. У нас есть оценки, преимущественно точные, но все же оценки. Точность этих оценок может варьироваться в зависимости от факторов, таких как расстояние до звезды или ее окружения, и попадать в различные области уверенности (например, «мы знаем, что она находится между x и y километрами»).

Гиганты звездного неба, самый массивный светильник.

Самой большой из обнаруженных во вселенной — UY Щита, звезда на расстоянии 9500 световых лет от Земли. Расположена UY Щита недалеко от центра Млечного Пути в созвездии Щит. Это покрытый пылью красный супергигант, диаметр которого примерно в 1700 раз больше, чем у нашего Солнца. Впервые он был замечен в 1860 году астрономами Боннской обсерватории (Германия), которые окрестили его BD-12 5055. Последующие наблюдения показали, что BD-12 5055 за 740 дней становится ярче и тусклее, поэтому его классифицировали как переменную звезду. Переменные звезды регулярно расширяются и сжимаются по мере изменения своей яркости.

Гипергиганты превосходят супергиганты, которые уже больше гигантских звёзд. Эти звезды достаточно редки и излучают сильный свет. Кроме того, гипергиганты утрачивают больше массы по сравнению с более малыми звёздами из-за звездных ветров.

Если UY Щита заменит Солнце в нашей системе, его фотосфера простирается до орбиты Юпитера, где сейчас находится расстояние около 779 миллионов километров. Газы от звезды создадут туманность размером 400 а.е., что выходит далеко за пределы орбиты Плутона (среднее расстояние между Плутоном и Солнцем – 39,5 а.е.).

Есть одна проблема: точное измерение размеров UY Щита пока недоступно. Эта звезда также отличается нестабильностью размеров. Изменения яркости, о которых говорилось ранее, связаны с колебаниями радиуса, который оценивается с погрешностью около 192 солнечных радиусов. Если меньшее значение верно, то UY Щита будет больше по размеру большинства известных звезд – примерно 30 звёзд превзойдут самый маленький оцененный размер UY Щита.

Вот список самых крупных претендентов

Впечатления художника от пыльного диска около звезды WOH G64.
Фотографии предоставлены Европейской Южной Обсерваторией.

WOH G64Красная гипергигантская звезда в Большом Магеллановом Облаке созвездия Золотая Рыба расположена на расстоянии около 170 000 световых лет от Земли. Яркость звезды меняется из-за облака пыли в форме тора, которое затемняет её свет. Тор вероятно образовался во время смерти звезды. WOH G64 когда-то была более чем в 25 раз массивнее Солнца, но начала терять массу, приближаясь к взрыву как сверхновая. Астрономы подсчитали, что потерянных компонентов достаточно для трёх до девяти солнечных систем.

Мю ЦефеяКрасный супергигант в созвездии Цефей, находящийся в 9000 световых годах от Земли, имеет радиус около 1650 солнечных. Светимость его превышает светимость Солнца более чем в 38 000 раз, что делает его одной из самых ярких звезд Млечного Пути.

V354 ЦефеяКрасный гипергигант V354 Цефея, имеющий радиус 1520 солнечных радиусов, находится в созвездии Цефей и обладает нерегулярным изменением яркости, то есть пульсирует по неустойчивому графику.

RW ЦефеяГипергигант оранжевого цвета, размером 1535 солнечных радиусов, находится в созвездии Цефей и является переменной звездой.

Вэстерланд 1-26 виден в инфракрасном спектре.
Изображение предоставили 2MASS, У Mass, IPAC-Caltech, НАСА и NSF.

Вэстерланд 1-26Диапазон оценок (от 1530 до 2500 солнечных радиусов) достаточно широк. При верности верхней оценки Вэстерланд 1-26 превзойдет даже УЮ Щита, а ее фотосфера достигнет орбиты Сатурна. Характерно, что температура Вэстерланд 1-26 меняется со временем, но не яркость.

KY ЛебедяКрасный сверхгигант в созвездии Лебедя находится от 1420 до 2850 солнечных радиусов. Верхнюю оценку оспаривают как возможную ошибку наблюдений, а нижняя соответствует другим звездам из того же обзора и нашему представлению о развитии звезд.

VY Большого ПсаЗвезда — красная гипергигантская, размером от 1300 до 1540 солнечных радиусов. Раньше её размер оценивали в 1800-2200 солнечных радиуса, но такой показатель вышел за пределы теории эволюции звезд и был пересмотрен.

Бетельгейзе (справа наверху) и облака плазмы Ориона.
Картинка создана Рогелио Берналем Андрео.

БетельгейзеКрасный супергигант в созвездии Орион с размером от 950 до 1200 солнечных радиусов — Бетельгейзе. Одна из самых известных звезд своего типа, поскольку девятая по яркости звезда на небе. Ее можно увидеть невооруженным глазом в ясную ночь с октября на март. Самая близкая звезда в этом списке, которая может в любой момент времени стать сверхновой.

Звезды, являясь сферами супергорячей плазмы, не подчиняются линейному соотношению массы и размеров, как например в пушечном ядре, где более крупный снаряд очевидно тяжелее. UY Щита, будучи одной из или самой большой звезды, которую мы знаем, не является самой массивной. Такой титул принадлежит R136a1 — звезде Вольфа — Райе в туманности Тарантула, расположенной на расстоянии примерно 163 000 световых лет. R136a1 обладает наибольшей массой и яркостью среди всех известных звезд, а также является одной из самых горячих — около 53 000 К.