茫茫宇宙中,誰才是Number One的星球!

盾牌座UY,它是目前人類已知體積最大的恆星。但由於各種原因而不能精確測量,所以這只是由粗略的誤差值而得。如果算上取值範圍,那麼船底座EV的上限值遠遠大於盾牌座UY,所以可以算是最大的。因此本文主要介紹誤差值的比對,以及簡單介紹下體積最大恆星的資料。


對於系外恆星的大小測量來說,會受到很多因素的影響,尤其是那些遙遠的恆星,例如恆星的表面光度和有效溫度等等。以下列表通常基於各種考慮因素或假設,包括:

l最大的恆星通常以太陽半徑(R☉)為單位表示,其中1.00R☉等於695700千米;

l對於推導出的恆星光度和有效表面溫度,通常只用斯特藩-玻爾茲曼定律(Stefan–Boltzmann law)來近似恆星半徑或直徑;

l大多數的恆星距離及其誤差仍然不確定或很難確定;

l許多超巨星都有擴展的大氣層,且許多都埋藏在不透明的塵埃殼中,使其真正的有效溫度高度不確定;

l隨著時間的推移,許多超巨星的大氣層的大小也會發生顯著變化,在數月或數年內,它們會以變星的狀態恆定地或不規則地脈動。這使得所採用的光度知之甚少,並且可以顯著地改變所引用的半徑;

l確定恆星半徑的其它直接方法依賴於月掩星或雙星系統中的互掩食。 但這種方法僅僅只適用於極少數的恆星上;

l雙星系統有時會分開處理,有時會被視為單一系統;

l根據各種理論演化模型,很少有恆星會超過太陽的1500-2000倍(大約3715K和M-bol=-9)。這種限制也可能取決於恆星的金屬丰度。

因此大部分恆星給的半徑都是有一個上下限制的範圍值,如果我們按照平均值取定來排序的話,目前我們人類發現的已知最大恆星是盾牌座UY,其平均半徑約為1708個太陽半徑。土星軌道半徑值在1940–2169個太陽半徑之間。

假如我們用目前已知的最大上限值來排序,那麼最大的恆星是船底座EV,其最大半徑值約為2880個太陽半徑。


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盾牌座UY(影像中最亮恆星)周圍有大量恆星。由美國哥倫比亞大學拉瑟弗德天文臺攝於2011年。圖:Haktarfone

最大體積盾牌座UY介紹

盾牌座UY(BD-12 5055)是盾牌星座中的一顆紅色超巨星和脈動變星。它是已知最大半徑的恆星(也許是之一,因為不穩定),其當前質量為10倍太陽質量(M☉)。

1860年,德國天文學家在波恩天文臺首次對波恩星表的恆星進行天空巡查時,對“盾牌座UY”進行了編目。它被命名為BD-12 5055,從赤經0度算起,它是在12°S至13°S之間的第5055顆恆星。

在第二次巡天中,發現這顆恆星的亮度稍有變化,這表明它是一顆新的可變恆星。根據變星的國際命名標準,它被稱為盾牌座UY,是盾牌星座的第38顆變星。

盾牌座UY位於A型恆星盾牌座γ以北以及鷹星雲東北部幾度的區域。 雖然這顆恆星非常明亮,但從地球上看時,它最亮時也只有9(等)而已,這是因為它的距離和位置在天鵝座大裂縫的隱帶內。

盾牌座UY是一種被塵埃覆蓋的紅色超巨星,被歸類為半規則變星,脈動週期約為740天。


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從左到右分別是相當於一個畫素大小的太陽、手槍星、黃特超巨星仙后座ρ、參宿四和大犬座VY(盾牌座UY的大小與大犬座VY的大小相若).圖:Anynobody

在2012年夏天,Arroyo-Torres等人。 利用智利阿塔卡馬沙漠甚大望遠鏡(VLT)的AMBER干涉測量術測量了銀河系中心附近三個紅色超巨星的參數:分別是盾牌座UY,天蠍座AH和人馬座KW。 他們確定了所有三顆恆星都比太陽大1000倍,比太陽亮10萬倍以上。 使用Rosseland半徑法(不透明性)計算恆星的大小,Rosseland半徑是光學深度為2/3的位置上,距離值採用早期的出版物。發現盾牌座UY是三顆恆星中最大且最明亮的一顆,其角度直徑為5.48±0.10mas(1mas=0.001角秒),假設距離為2.9±0.317千秒差距(大約9500±1030 光年),所以測量半徑範圍為1708±192個太陽半徑(1.188×109 ± 134000000千米; 7.94 ± 0.89 個天文單位),該距離最初根據盾牌座UY的光譜模型於1970年推導的。然後,在3365±134 K的有效溫度下,光度計算為340,000L☉,初始質量為25M☉(對於非自轉恆星,可能高達40M☉)。蓋亞數據發佈2對盾牌座UY視差的直接測量最近給出了0.6433±0.1059mas的視差值,可以得出大約比1.55千秒差距(5100光年)低得多的距離,從而大大降低了亮度和半徑值。

一個以光速飛行的假想物體最多需要7個小時就可以繞盾牌座UY轉一圈(需要澄清的是,這種飛行器不存在),而繞太陽飛行一圈只需要14.5秒。

盾牌座UY的質量是不確定的,主要是因為它沒有可見的伴星,因此它的質量可以通過引力干涉來測量。然而,預計它的質量可能在7到10個太陽質量M☉之間。不過,它的質量正在以每年5.8×10的-5次方個太陽質量M☉損失,這樣流失的質量導致了一個廣泛而複雜的氣體雲和塵埃區域。

根據目前的恆星演化模型,盾牌座UY已開始融合氦氣(氦聚變),並繼續在核心周圍的殼內融合氫氣(氫聚變)。盾牌座UY在銀河系光盤深處的位置表明它是一顆富含金屬的恆星。

融合重元素後,其核心將開始產生鐵,破壞其核心的重力和輻射平衡,從而形成核心崩塌的超新星。 可以預料,像盾牌座UY這樣的恆星應該演化回更熱的溫度,變成一個黃色的特超巨星,高光度藍色變星,或者是一個沃爾夫–拉葉星,產生強大的恆星風,在IIb, IIn型或Ib / Ic型超新星爆炸之前會反彈出它的外層並露出其核心。


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盾牌座UY與太陽相比大致尺寸的圖示,圖:Philip Park


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