宇宙中十大最大星球
一、R136a1(質量最大的恒星)
簡介及參數:R136a1是一顆藍特超巨星,是目前宇宙中巨大質量恒星列表中已知質量最大的恒星。估計是265個太陽的質量。這顆恒星也列名在最亮恒星列表中,亮度是太陽的870萬倍。它位在大麥哲倫星系的蜘蛛星云中,是靠近劍魚座30復合體的R136超星團中的成員。
在夜空中,R136出現在大麥哲倫星云中的蜘蛛星云的第十級核心。在1979年需要一個3.6米望遠鏡才能探測到R136的其中一部分--R136a。在R136a中檢測R136a1需要太空望遠鏡或復雜的技術,如自適應光學散斑干涉。
R136a1的未來發展是不確定的,沒有類似的恒星以確認預測。大質量恒星的演化取決于他們損失的質量,不同的演化給出不同的結果,沒有一個完全匹配的結果。
據認為,WN5h發展成高光度藍變星后,氫在恒星核心會變得枯竭。這是一個使恒星極端失重的重要階段,在太陽附近的金屬豐度,這個階段被稱為無氫沃爾夫拉葉星。
星星從核心到表面的混合足夠強,由于對流核心非常大,以及它的金屬豐度很高和額外的“混合旋轉“,可以直接跳過高光度藍變星和富氫WN與貧氫的WN的演化。氫聚變可持續二百萬年多,而R136a1的質量在氫聚變末期可縮小為70-80倍太陽。與富金屬單星一樣,即使它開始旋轉很快,到氫燃燒結束旋轉速度將減慢至零左右。
核心的氦聚變開始后,大氣中的殘留氫迅速丟失,R136a1會迅速和無氫恒星一樣,亮度會降低。沃爾夫-拉葉星在這一點的不同主要是它們在赫羅圖上的位置為零齡主序星,類似于主序星,但比主序星的溫度高。
在氦燃燒過程中,碳和氧會積聚在核心,并且恒星的大量的質量損失會繼續。這最終導致了WC光譜的發展,雖然它是富金屬星,但預計大部分的氦都在WN光譜燃燒了。
在氦燃燒結束時,核心溫度的增加和質量的損失會導致亮度和溫度的增加,且光譜類型成為WO。接下來的幾十萬年將氦融合為更重的元素,但燃燒的最后階段不超過幾百到幾千年。R136a1的質量會最終縮小到50多倍太陽質量,這種情況與大犬座VY極為相似,只不過光譜略有不同。
二、盾牌座UY(體積最大的恒星)
簡介及參數:盾牌座UY(UYScuti),是一顆位于盾牌座的紅超巨星,是現今人類已知體積最大的恒星,距離地球約5100光年。半徑可達1708±192R⊙,約為7.94AU,僅僅略小于土星軌道半徑,位居人類觀測到的恒星體積榜首,假如把它放到太陽系中心,那么邊緣將迫近土星的軌道,也就是說包括太陽在內,連水星,金星,地球,火星,小行星帶和木星都只能在它的肚子里運行,可見這個星球有多么的龐大。
盾牌座UY的視星等為8.29~10.56等,意味著人類肉眼無法看到這顆恒星,需要望遠鏡幫助才能看到。據國際變星指定標準,它被稱為盾牌座UY,表示它是盾牌座的第38個變星。
盾牌座UY位于A型恒星盾牌座γ以北數度,并且位于鷹狀星云的東北。盡管該恒星光度很高,但由于其遙遠并且位于天鵝座大裂縫的隱帶內部,因此,從地球上看它的星等只有9等。
盾牌座UY擁有十分大的體積、極低的密度和非常不穩定的狀態。這顆恒星會以一個很快的速度將大量物質噴發進太空,并于其周圍形成云氣。這顆恒星幾乎完全被這些塵埃和氣體所遮蔽,并且因低密度和高亮度而迅速流失質量,其現況與大多數紅超巨星類似。因為這些塵埃和氣體的透明度并不高。
初始質量超過8M⊙的恒星,將可能在生命末期引發猛烈的超新星爆發。現在的盾牌座UY正處于極不穩定的紅超巨星階段,科學家預測,在幾百萬到幾千萬年內,這樣一顆龐然大物終究會在引力的作用下崩塌,成為一顆壯麗的超新星。(M⊙:m在物理學中一般用來表示質量,而⊙則表示太陽,因此兩放在一起就是太陽質量)。
三、天鵝座NML(最大的紅特超巨星)
簡介及參數:天鵝座NML,是人類已知最大的紅特超巨星,同時也是目前已知半徑第二大的恒星。半徑約為1640R⊙。天鵝座NML也是已知光度最高的恒星之一,其光度高達2.72×10^5±50000L☉。天鵝座NML距離地球約5250ly(1610pc),周圍有許多塵埃環繞,周圍有一個豆狀的不規則星云,并且它的形狀和水蒸氣邁射分布是一致的。它同時也是一顆周期約940日的半規則變星。
天鵝座NML是天鵝座OB2星協的其中一顆成員星。天鵝座NML的質量大約是50M☉。它的年周視差大約是0.62毫角秒。
天鵝座NML的輻射熱光度(Lbol)接近3×10^6L☉,絕對熱星等(Mbol)是9.4,是已知光度最高的特超巨星之一。天鵝座NML于1965年由Neugebauer、Martz和Leighton發現。名稱中的NML即來自三位發現者姓氏第一個字母。
據觀測資料,天鵝座NML被認為有兩個分離的,由塵埃和分子組成的光學厚外層。內層的光深度大約是1.9,外層則是0.33。它的質量流失率大約是每年20M⊕,是已知質量流失率最高的恒星之一。
天鵝座NML的塵埃層形成原因是因為它極高的后主序星恒星風速度以及高質量流失率。它的恒星風速度可達23km/s。因為天鵝座NML在銀河系中的位置相當特殊,因此周圍星際環境并未對它的外層有明顯影響。
天鵝座NML是一顆巨大的富氧恒星。它的成分是自1968年由Wilson和Barrett偵測到OH無線電波輻射(1612MHz)開始得知。之后在它的周圍已經發現的分子有H2O、SiO、CO、HCN(氰化氫)、CS、SO、SO2和H2S等分子。
天鵝座NML的周圍有著巨大的塵埃殼層,這使得它的半徑和質量變得十分難以確定。通常認為它的半徑約為1640R⊙(⊙:太陽的意思),而實際觀測中,只計算光深度較大的部分,那么它的半徑將是1183R⊙,這類低溫恒星會有強烈的邊界昏暗效應,因此1183R⊙是它大小的下限。從K、J波段的觀測顯示出的結果則要大的多,恒星的半徑將超過2775R⊙,最大4000R⊙。恒星演化理論上并沒有恒星能膨脹到如此大的程度,這也許是恒星周圍的氣體干擾了觀測結果所導致的。
天鵝座NML的光度約為2.72×10^5±50000L⊙,因此可以大致的估計出恒星的質量。根據恒星物理性質以及空間位置所推導出的結果,恒星的質量約為50M⊙。天鵝座NML是大名鼎鼎的天鵝座OB2星協的外圍成員星,年齡不足5×10^6年。而另一種理論則認為天鵝座NML是由25M⊙的O型星演化了8×10^6年所形成。
四、WOHG64(半徑是太陽的2000倍)
簡介及參數:WOHG64是在大麥哲倫星系內的一顆紅特超巨星(或紅超巨星,目前在演化分類上仍有爭議,不過更多的文件傾向于將其歸位紅特超巨星),半徑是太陽的1540~2575倍,是已知最大的恒星之一。WOHG64的半徑目前尚未確定,根據恒星演化模型,恒星半徑上限是2500倍太陽質量。如果WOHG64的直徑真的達到2575倍太陽半徑,或許該領域將會被顛覆。
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WOHG64是在大麥哲倫星系內的一顆紅特超巨星,半徑是太陽的2000倍。他是已知最大的恒星之一。WOHG64的大小估計是2,785,000,000公里。不過,目前人類已知的最大天體是大犬座VY,距離地球5000光年,視星等7.95。據推測,其體積約為300~400萬倍太陽體積,直徑約有1800~2100倍太陽直徑,超越土星軌道,是目前已知的恒星中最大的。以我們人類目前的飛行器速度繞一圈,至少要1200多年。
據國外媒體報道,歐洲南方天文臺的科學家們日前首次觀測到了一顆被光環包裹的巨型紅巨星。尤其讓研究人員感到詫異的是,該天體的各項參數十分奇特,與理論計算值存在著較大的差異。這顆紅巨星的編號為WOHG64,位于大麥哲倫星云之中,距離地球約16.3萬光年之遙。其直徑高達太陽的兩千倍。
科學家們之前也曾對WOHG64進行過觀測,但隨后的研究卻引發了一系列問題。比如最初的計算顯示,WOHG64的質量大約為太陽的40倍,但其實際溫度卻要遠低于相似質量的恒星在理論上所應具有的溫度。
運用VLT大型干涉望遠鏡進行的觀測顯示,之前之所以會產生如此多的矛盾之處,是因為在WOHG64的周圍包裹著一圈由氣體和塵埃構成的濃密環狀結構。
正是如此,對于研究人員來說,WOHG64的觀測尺寸和質量要比實際情況大得多,而觀測到的亮度也只是實際值的一半。科學家們通過最新的觀測數據計算出,WOHG64最初的質量約為太陽的20倍,而現在的數值則要低很多。據測算,它目前已損失了十分之一至三分之一的質量。正是WOHG64損失的物質構成了其周圍環狀結構的主體--后者的總質量約為太陽的三至九倍。
值得一提的是,歐洲南方天文臺的研究人員凱蒂·奧納卡指出,WOHG64周圍環狀結構的尺寸對于單個天體來說絕對是史無前例的:其尺寸為WOHG64半徑的15至250倍,也就是說,約為120至3萬個天文單位(一天文單位大致相當于1.5億公里)。
奧納卡曾經表示:“在該系統中一切都是那么的巨大。WOHG64本來就大的足以容納下從太陽到土星之間的整個空間,而其周圍的環狀結構的直徑居然達到了一光年!“他強調說,此次最新發現有助于人們重新看待大型恒星的演化問題。
五、維斯特盧1-26(半徑為太陽半徑的約2550倍)
簡介及參數:維斯特盧1-26,亦稱維斯特盧1BKSA或維斯特盧1BKSAS,簡稱W26或W1-26,標準縮寫為Wd1-26,是一顆位于超星團維斯特盧1內的紅超巨星或紅特超巨星。這顆恒星是其中一個已知體積最大恒星之一,其半徑約為太陽半徑的1530~1580倍,而部份測量更得出其半徑為太陽半徑的2550倍。這顆恒星是于1961年被天文學家本特·維斯特蘭發現的。
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維斯特盧1-26被分類為一個明亮的超巨星。其有效溫度為3600~3700K,因此是一個溫度非常低的超巨星,且大部份能量都是以紅外光譜的形式釋出。其質量亦以很快的速率流失,因此部份天文學家認為這顆恒星會進一步演變成一個沃爾夫–拉葉星。
與其他超巨星不同,雖然維斯特盧1-26的類別經常轉變,但其亮度卻幾乎保持不變。這個現象的成因至今仍然成謎。其中一種可能性是,星際消光只讓某特定波長的光譜通過,并阻擋了恒星的惰性亮度。如果其亮度仍然保持不變,這顆恒星將會是人類發現的第一顆強烈的電波源變星。
2013年10月,天文學家利用歐洲南方天文臺超大巡天望遠鏡發現維斯特盧1-26被一層離子化氫氣所包圍。這層氫氣是人類發現的第一個包圍紅超巨星的“離子化星云“。這個星云延伸至距離維斯特盧1-261.3pc的空間,并含有大量溫度為800K的物質。值得注意的是,這個離子化星云與Sanduleak-69°202a超新星爆炸成為SN1987A前的星云十分相似。
維斯特盧1-26已因其作為一個強烈的電波源而聞名。因為地球與超星團維斯特盧1之間存在高星際消光,因此天文學家們至今仍沒法精確理解其物理特性。其強烈的射電輻射導致天文學家們測量其體積時存在差異。雖然如此,天文學家們已一致認定其半徑約為太陽半徑的1530~1580倍。但小部份天文學家卻認為其半徑達到太陽半徑的2550倍,意味著它很可能推翻盾牌座UY,登上“最大已知恒星“的寶座。
維斯特盧1-26的半徑為太陽半徑的1530~1580倍,如果將維斯特盧1-26置于太陽系的中心,其半徑將超過木星的半長軸(半徑約為5.204267AU,約等于7.785472×10^8km),并且迫近土星軌道(半徑約為9.5820172AU,約等于1.43344937×10^9km)。光繞這顆恒星一周需時6.33小時,而光繞太陽一周僅需時14.5秒。
六、人馬座VX(為太陽半徑的1120~1550倍)
簡介及參數:人馬座VX是一顆半規則變星,距離地球約5100±300ly(1560±100pc)光變周期為732天。它表面溫度在不斷變化,約為2400~3400K。人馬座VX的表現和米拉變星相似,在其大氣層發現水分子和SiO脈澤的線索。
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人馬座VX實際上是一顆半規則變星,距離地球約5100±300ly(1560±100pc),光變周期為732天,據研究表明,人馬座VX的平均溫度在2400~3300K之間。人馬座VX的表現和米拉變星相似,在其大氣層發現水分子和SiO脈澤的線索。這個恒星有著極其厚實的塵埃殼層,證明它已經拋出了大量氣體物質。
人馬座VX是銀河系中最大的幾顆恒星之一,是一顆脈動變星。早期測定該星的平均直徑達到了太陽的1520倍,而膨脹到最大時更是達到太陽的1940倍。但后來的觀測結果表明這顆恒星的實際大小為太陽半徑的1120~1550倍之間,比過去小得多。人馬座VX的溫度比預期的高,在它最亮時可達3400K左右,而在最暗時約為2900K.由于直徑比預期小,所以最新數據上人馬座VX的光度已經被調整為太陽的1.1×10^5~1.9×10^5倍。人馬座VX的類型在M4和M10之間變化,有時會變成M8.5Ia的紅超巨星。由于被塵埃環繞,在可見光波段人馬座VX非常昏暗,再加上缺少足夠的參考文獻,因此該星數據庫資料比較少。
人馬座VX雖然體積很大,但是密度極低,其質量僅有太陽的12倍。雖然曾經該星被歸類為特超巨星,但是最近的觀測結果表明,該星的質量和光度均離特超巨星有不小差距,噴發物質的速率也比較緩慢。因此人馬座VX應該是罕見的極低溫紅超巨星。相比質量類似的心宿二,金牛座119星,它膨脹的更為劇烈,表面溫度則要低10%。
七、仙王座VV(紅超巨星)
簡介及參數:仙王座VV是一個位于仙王座的雙星系統,分別由一顆紅超巨星及一顆藍矮星組成,這兩顆星各自填滿了彼此的洛希瓣。這個雙星系統距離地球約4900ly。這是一顆食變雙星。也就是兩顆星互相圍繞公共質心公轉,它們之間的相互遮掩造成了我們在地球上看去,其星等會發生變化。其主星是一顆紅超巨星。這是恒星晚年期的一種形態,體積極大,密度很小,表面溫度也很低。這顆星的半徑約為1050~1900R⊙。這個半徑是很大的,假如把它放在太陽的位置上,都可以把木星包含在內。
作為主星的仙王座VVA是一顆紅超巨星,它的直徑有多個數據,在1050~1900R⊙之間,還有得出1400R⊙的結果,而這個結果也是比較被認可的。其半徑,比木星軌道還要大。其確實的質量不明,但從軌道的動態來推測,不超過50M⊙;從光度推測,則不超過25M⊙。它的光譜為M2,光度約為2×10^5L⊙。物質正從仙王座VVA噴發而出,流向其伴星仙王座VVB。仙王座VVA光度很高,在紅超巨星的上限附近,因此有些文獻將其歸類為特超巨星。但是更多人傾向于將其歸納為紅超巨星。過去認為這樣的超巨星表面溫度普遍在3200~3500K之間,而后來的測量結果則把這個值提高了10%。
形成仙王座VVA這樣的紅超巨星需要一顆恒星在主星序階段擁有25~30M⊙或者更大的質量,但不會超過60M⊙。仙王座VVA和大犬座VY、天鵝座NML這幾顆特超巨星物理性質相似,但是它并不是特超巨星。
仙王座VVB是仍處于主序階段的藍亞巨星,與主星距離大約25AU,每20多年繞主星公轉一周。仙王座VVB的光譜為B8,其半徑約為13~25R⊙,的質量約為18.6M⊙,并且還在不斷增加。
八、大犬座VY(體積最大的特超巨星)
簡介及參數:大犬座VY(VY)是一顆位于大犬座的極端富氧型紅特超巨星,距離地球約1,200秒差距(約3,900光年),視星等約為6.5~9.6等。據觀測,其質量約為太陽的17倍,半徑約為太陽的2,069倍,光度約為太陽的23.7萬倍,因異常之高的物質流失速率被歸為特超巨星,也是目前已知體積最大的特超巨星(Stephenson2-18的分類為紅超巨星)。它和其他大部分出現在聯星或多重星系統中的特超巨星不同的是,它是單一恒星。大犬座VY同時也是一顆半規則變星。
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據之前計算結果,如果將大犬座VY放在太陽系中心,它的光球將會位于土星軌道之外,體積僅次于Stephenson2-18,是目前人類發現的體積第二大的恒星。
由于大犬座VY沒有伴星,其質量無法通過引力相互作用直接測量。對大犬座VY的有效溫度和熱光度與大質量恒星的演化軌跡的比較表明,假設它最初是一顆快速旋轉恒星,那么它的初始質量可能為太陽的25(±10)倍,當前質量約為15倍太陽質量。若假設它為一顆慢速旋轉的恒星,那么根據計算,它的初始質量可能約為太陽的32倍,而當前質量約為19倍太陽質量,年齡約為820萬年。
較早的研究給出了更高的初始質量,或者根據舊的光度估計,大犬座VY的最初質量為太陽的40~60倍。大犬座VY具有強大的恒星風,由于其極高的光度和相對較低的表面重力,它正在損失大量的物質。它的平均質量損失率為1/60,000倍太陽質量/年,是已知質量損失速率最高的恒星之一,即使對于紅超巨星來說也是異常巨大,這一點可以從它的環星包層中得到證明。
值得一提的是,歐洲南方天文臺VLT望遠鏡的科學家對大犬座VY進行了跟蹤,發現其周圍布滿了丟失質量的物質,塵埃云和氣體云離散分布在周圍,最終大犬座VY會以一次大爆炸結束生涯。臺灣中央研究院天文研究所和天體物理學專家指出,紅特超巨星的一生是短暫的,當它們接近生命的最后時期,會大量失去質量。在過去,我們已經發現超巨星的奧秘,主要為理論上的推演,對大犬座VY的研究有助于我們了解此類超大質量恒星(如Pismis24-1)的死亡過程。
大犬座VY可能在未來幾百萬年內爆發,這一幕將會是驚人的,由于其距離我們較遠,地球不會受到干擾,生命同時也不會受到干擾,無需擔心。由于其釋放出的巨大的能量,因此,整個銀河系都會看到它的爆發。
九、天蝎座AH(體積最大的恒星之一)
簡介及參數:天蝎座AH(AHScorpii),簡稱AHSco,是一顆位于星座天蝎座中的紅超巨星。這顆恒星是其中一顆人類已知體積最大的恒星之一,其半徑介乎于1,287-1,535太陽半徑之間,使之成為最大的紅超巨星之一。
所謂天蝎座,是位于南天球的黃道帶星座之一,位居天秤座與人馬座之間,面積為496.78平方度,占全天面積的1.204%,在全天88個星座中面積排行第三十三。天蝎座是一個接近銀河中心的星座,擁有不少亮星。地球在每年10月24日-11月22日運行到天蝎座,緯度變化位于+40°和90°之間可全見,最佳觀測時間為七月中旬至九月上旬。
十、仙王座RW(最大,最亮的恒星之一)
簡介及參數:仙王座RW,是位于仙王座中的一顆恒星,也是已知最大的恒星之一。根據推測,該星半徑在981~1758R⊙之間不斷變化,平均約為1369.5R⊙。同時它的光度和光譜型也在不斷變化。其光譜變化于G8-M2,平均則是K型的橙特超巨星,但最冷時會成為M型的紅超巨星。對應的溫度變化于3749~5018K,平均約是4015K。從其直徑和溫度可以推算出它的總輻射光度,平均約為5.5×10^5L。
仙王座RW是仙王座中最大的恒星之一,是目前已知最大,最亮的恒星之一。
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它是一個不尋常的特超巨星,同時也是周期極長的變星。光變周期長達50~70年。這個恒星距離地球足有14000ly,但由于本身亮度極高,在它最亮時可以用肉眼勉強看到。
據推測,該星半徑在981~1758R⊙之間不斷變化,平均約為1369.5R⊙。同時它的光度和光譜型也在不斷變化。其光譜變化于G8-M2,平均則是K型的橙特超巨星,但最冷時會成為M型的紅超巨星。對應的溫度變化于3749~5018K,平均約是4015K。從其直徑和溫度可以推算出它的總輻射光度,平均約為5.5×10^5L⊙。該星最亮時的總光度可能會超過6×10^5L⊙,最暗時也有太陽的4.5×10^5倍。這個光度遠遠超過一般紅特超巨星的光度(2×10^5~3×10^5L⊙),但和半人馬座V766(7.5×10^5L⊙)很接近,說明這個恒星處于一種很稀有的演化階段,大約是黃特超巨星即將演化到紅超巨星的階段。
根據其光度估測這顆恒星質量約為35~45M⊙,而最新的研究結果將其質量降低至13.9M⊙,不過這樣的質量也足以使它經過紅特超巨星階段后演變成一個超高溫的沃爾夫-拉葉星。但其最終的命運依舊是成為超新星。它距離地球約為14000ly,隸屬于仙王座OB1星協,目前年齡不會超過10^7年。它是仙王座內的幾個巨型恒星之一,直徑和仙王座VV,造父四,仙王座V354相仿。