Большие и маленькие, горячие и холодные, заряженные и не заряженные. В этой статье мы дадим классификацию основных видов звезд.
Одной из классификаций звезд является спектральная классификация . Согласно этой классификации звезды относят в тот или иной класс согласно их спектру. Спектральная классификация звезд служит многим задачам звездной астрономии и астрофизики. Качественное описание наблюдаемого спектра позволяет оценить важные астрофизические характеристики звезды, такие как эффективная температура ее поверхности, светимость и, в отдельных случаях, особенности химического состава.
Некоторые звезды не попадают ни в один из перечисленных спектров. Такие звезды называют пекулярными . Их спектры не укладываются в температурную последовательность O—B—A—F—G—K—M. Хотя зачастую такие звезды представляют собой определенные эволюционные стадии вполне нормальных звезд, либо представляют звезды, не совсем характерные для ближайших окрестностей (бедные металлами звезды, такие как звезды шаровых скоплений и гало ). В частности, к звездам с пекулярными спектрами относятся звезды с различными особенностями химического состава, что проявляется в усилении или ослаблении спектральных линий некоторых элементов.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
Хорошо разобраться в классификации звезд позволяет диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Она показывает зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды. Неожиданным является тот факт, что звезды на этой диаграмме располагаются не случайно, а образуют хорошо различимые участки. Диаграмма предложена в 1910 независимо друг от друга исследователями Э. Герцшпрунгом и Г. Расселом. Она используется для классификации звезд и соответствует современным представлениям о .
Большая часть звезд находится на так называемой главной последовательности . Существование главной последовательности связано с тем, что стадия горения водорода составляет ~90% времени эволюции большинства звезд: выгорание водорода в центральных областях звезды приводит к образованию изотермического гелиевого ядра, переходу к стадии красного гиганта и уходу звезды с главной последовательности. Относительно краткая эволюция красных гигантов приводит, в зависимости от их массы, к образованию белых карликов, нейтронных звезд или .
Желтый карлик
Находясь на различных стадиях своего эволюционного развития, звезды подразделяются на нормальные звезды, звезды карлики, звезды гиганты. Нормальные звезды, это и есть звезды главной последовательности. К таким, например, относится наше Солнце. Иногда такие нормальные звезды называются желтыми карликами .
Звезда может называться красным гигантом в момент звездообразования и на поздних стадиях развития. На ранней стадии развития звезда излучает гравитационную энергию, выделяющуюся при сжатии, до того момента пока сжатие не будет остановлено начавшейся термоядерной реакцией. На поздних стадиях эволюции звезд, после выгорания водорода в их недрах, звезды сходят с главной последовательности и перемещаются в область красных гигантов и сверхгигантов диаграммы Герцшпрунга-Рассела: этот этап длится ~ 10% от времени «активной» жизни звезд, то есть этапов их эволюции, в ходе которых в звездных недрах идут реакции нуклеосинтеза.
Звезды-гиганты
Звезда гигант имеет сравнительно низкую температуру поверхности, около 5000 градусов. Огромный радиус, достигающий 800 солнечных радиусов и за счет таких больших размеров огромную светимость. Максимум излучения приходится на красную и инфракрасную область спектра, потому их и называют красными гигантами.
Звезды карлики являются противоположностью гигантов и включают в себя несколько различных подвидов:
- Белый карлик - проэволюционировавшие звезды с массой не превышающей 1,4 солнечных массы, лишенные собственных источников термоядерной энергии. Диаметр таких звезд может быть в сотни раз меньше солнечного, а потому плотность может быть в 1 000 000 раз больше плотности воды.
- Красный карлик — маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М или верхний К. Они довольно сильно отличаются от других звезд. Диаметр и масса красных карликов не превышает трети солнечной (нижний предел массы — 0,08 солнечной, за этим идут коричневые карлики).
- Коричневый карлик — субзвездные объекты с массами в диапазоне 5—75 масс Юпитера (и диаметром примерно равным диаметру Юпитера), в недрах которых, в отличие от звезд главной последовательности, не происходит реакции термоядерного синтеза c превращением водорода в гелий.
- Субкоричневые карлики или коричневые субкарлики — холодные формирования, по массе лежащие ниже предела коричневых карликов. Их в большей мере принято считать .
- Черный карлик - остывшие и вследствие этого не излучающие в видимом диапазоне белые карлики. Представляет собой конечную стадию эволюции белых карликов. Массы черных карликов, подобно массам белых карликов, ограничиваются сверху 1,4 массами Солнца.
Кроме перечисленных, существует еще несколько продуктов эволюции звезд :
- Нейтронная звезда . Звездные образования с массами порядка 1,5 солнечных и размерами, заметно меньшими белых карликов, порядка 10-20 км в диаметре. Плотность таких звезды может достигать 1000 000 000 000 плотностей воды. А магнитное поле во столько же раз больше магнитного поля земли. Такие звезды состоят в основном из нейтронов, плотно сжатых гравитационными силами. Часто такие звезды представляют собой .
- Новая звезда . Звезды, светимость которых внезапно увеличивается в 10000 раз. Новая звезда представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и звезды-компаньона, находящейся на главной последовательности. В таких системах газ со звезды постепенно перетекает на белый карлик и периодически там взрывается, вызываю вспышку светимости.
- Сверхновая звезда - это звезда, заканчивающая свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Вспышка при этом может быть на несколько порядков больше чем в случае новой звезды. Столь мощный взрыв есть следствие процессов, протекающих в звезде на последней стадии эволюции.
- Двойная звезда - это две гравитационно связанные звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс. Иногда встречаются системы из трех и более звезд, в таком общем случае система называется кратной звездой. В тех случаях, когда такая звездная система не слишком далеко удалена от Земли, в
Среди звезд встречаются гиганты и карлики. Самые большие среди них - красные гиганты, которые, несмотря на свое слабое излучение с квадратного метра поверхности, светят в 50000 раз мощнее Солнца. Самые крупные гиганты в 2400 раз больше Солнца. Внутри у них могла бы разместиться наша Солнечная система вплоть до орбиты Сатурна. Сириус - это одна из белых звезд, он светит в 24 раза мощнее Солнца, он примерно вдвое больше Солнца в диаметре.
Но существует множество звезд карликов. Это в основном красные карлики с диаметром в половину и даже в одну пятую диаметра нашего Солнца. Солнце по своему размеру является средней звездой, таких звезд в нашей галактике миллиарды.
Особое место занимают среди звезд белые карлики. Но о них будет рассказано позже, как о конечной стадии эволюции обычной звезды.
Переменные звезды
Переменные звезды - это звезды, блеск которых изменяется. У одних переменных звезд блеск изменяется периодически, у других наблюдается беспорядочное изменение блеска. Для обозначения переменных звезд используются латинские буквы с указанием созвездия. В пределах одного созвездия переменным звездам присваивается последовательно одна латинская буква, комбинация из двух букв либо буква V с номером. Например, S Car, RT Per, V 557 Sgr.
Переменные звезды делятся на три большие класса: пульсирующие, эруптивные (взрывные) и затменные.
Пульсирующие звезды обладают плавными изменениями блеска. Они обусловлены периодическим изменением радиуса и температуры поверхности. Периоды пульсирующих звезд меняются от долей дня (звезды типа RR Лиры) до десятков (цефеиды) и сотен дней (мириды - звезды типа Мира Кита). Пульсирующих звезд открыто около 14 тысяч.
Второй класс переменных звезд - взрывные, или, как их еще называют, эруптивные звезды. Сюда относятся, во-первых, сверхновые, новые, повторные новые, звезды типа И Близнецов, новоподобные и симбиотические звезды. К эруптивным звездам относятся молодые быстрые переменные звезды, звезды типа ИV Кита и ряд родственных им объектов. Число открытых эруптивных переменных превышает 2000.
Пульсирующие и эруптивные звезды называются физическими переменными звездами, поскольку изменение их видимого блеска вызваны физическими процессами, протекающими на них. При этом изменяется температура, цвет, а иногда и размер звезды.
Рассмотрим подробнее наиболее интересные типы физических переменных звезд. Например, цефеиды. Это весьма распространенный и очень важный тип физических переменных звезд. Им присущи особенности звезды Цефея. Ее блеск непрерывно изменяется. Изменения повторяются через каждые 5 дней и 8 часов. Блеск возрастает быстрее, чем ослабевает после максимума. Цефея - периодическая переменная звезда. Спектральные наблюдения показывают изменения лучевых скоростей и спектрального класса. Меняется также цвет звезды. Значит, в звезде происходят глубокие изменения общего характера, причина которых в пульсации внешних слоев звезды. Цефеиды - нестационарные звезды. Происходит поочередное сжатие и расширение под действием двух противоборствующих сил: силы притяжения к центру звезды и силы газового давления, выталкивающей вещество наружу. Очень важной характеристикой цефеид является период. Для каждой данной звезды он постоянен с большой точностью. Цефеиды - это звезды-гиганты и сверхгиганты с большой светимостью.
Главное, что между светимостью и периодом у цефеид существует зависимость: чем больше период блеска цефеиды, тем больше ее светимость. Таким образом, по известному из наблюдений периоду можно определить светимость или абсолютную звездную величину, а потом и расстояние до цефеиды. Вероятно, многие звезды на протяжении своей жизни некоторое время бывают цефеидами. Поэтому их изучение очень важно для понимания эволюции звезд. К тому же они помогают определить расстояние до других галактик, где они видны благодаря своей большой светимости. Цефеиды также помогают в определении размеров и формы нашей Галактики.
Другой тип правильных переменных - мириды, долгопериодичные переменные звезды, по имени звезды Миры (о Кита). Будучи огромными по своему объему, превышающему объем Солнца в миллионы и десятки миллионов раз, эти красные гиганты спектрального класса М пульсируют очень медленно, с периодами от 80 до 1000 суток. Изменение светимости в визуальных лучах у разных представителей этого типа звезд происходит от 10 до 2500 раз. Однако общая излучаемая энергия меняется лишь в 2-2,5 раза. Радиусы звезд колеблются около средних значений в пределах 5-10%, а кривые блеска похожи на цефеидные.
Как уже было сказано, далеко не у всех физических переменных звезд наблюдаются периодические изменения. Известно множество звезд, которые относятся к полуправильным или неправильным переменным. У таких звезд трудно или вообще невозможно заметить закономерности в изменении блеска.
Рассмотрим теперь третий класс переменных звезд - затменные переменные. Это двойные системы, плоскость орбиты которых параллельна лучу зрения. При движении звезд вокруг общего центра тяжести они поочередно затмевают друг друга, что и вызывает колебания их блеска. Вне затмений до наблюдателя доходит свет от обоих компонентов, а во время затмения свет ослабляется затмевающим компонентом. В тесных системах изменения суммарного блеска могут быть вызваны также искажениями формы звезд. Периоды затменных звезд - от нескольких часов до десятков лет.
Существует три основных типа затменных переменных звезд. Первый - это переменные звезды типа Алголя ( Персея). Компоненты этих звезд имеют шаровидную форму, причем размеры звезды-спутника больше, а светимость меньше главной звезды. Оба компонента либо белого цвета, либо главная звезда белого цвета, а звезда-спутник желтого. Пока затмения нет, блеск звезды практически постоянен. При затмении главной звезды блеск резко уменьшается (главный минимум), а при заходе спутника за главную звезду уменьшение блеска незначительно (вторичный минимум) или совсем не наблюдается. Из анализа кривой блеска можно вычислить радиусы и светимости компонентов.
Второй тип затменных переменных звезд - это звезды типа Лиры. Их блеск непрерывно и плавно изменяется в пределах примерно двух звездных величин. Между главными минимумами обязательно наступает менее глубокий вторичный минимум. Периоды переменности - от полусуток до нескольких суток. Компоненты этих звезд - массивные голубовато-белые и белые гиганты спектральных классов В и А. Из-за значительной массы и относительной близости друг к другу оба компонента подвержены сильному приливному воздействию, в результате чего приобрели эллипсоидальную форму. В таких тесных парах атмосферы звезд проникают друг в друга, и происходит непрерывный обмен веществом, часть которого уходит в межзвездное пространство.
Третий тип затменно двойных звезд - звезды, получившие название звезд типа W Большой Медведицы по имени этой звезды, период переменности (и обращения) которой равен всего лишь 8 часам. Трудно представить себе ту колоссальную скорость, с которой обращаются огромные компоненты этой звезды. Спектральные классы этих звезд F и G.
Существует еще небольшой отдельный класс переменных звезд - магнитные звезды. Кроме большого магнитного поля они имеют сильные неоднородности поверхностных характеристик. Такие неоднородности при вращении звезды приводят к изменению блеска.
Примерно для 20000 звезд класс переменности не определен.
Изучение переменных звезд имеет большое значение. Переменные звезды помогают определить возраст звездных систем, где они находятся, и тип их звездного населения; расстояния до удаленных частей нашей Галактики, а также до других галактик. Современные наблюдения показали, что некоторые переменные двойные звезды являются источником рентгеновского излучения.
Рождение любой звезды происходит примерно одинаково - в результате сжатия и уплотнения под действием собственной гравитации облака, в составе которого находятся, в основном, межзвездный газ и пыль. По мнению ученых, что именно данный процесс сжатия и способствует образованию новых звезд. В настоящее время благодаря современному оборудованию ученые могут увидеть данный процесс. В телескопе он выглядит как некие зоны, которые похожи на темные пятна на ярком фоне. Они именуются «гигантскими комплексами молекулярных облаков». Такое название данные зоны получили благодаря тому, что в их составе присутствует водород в форме молекул. Данные комплексы или системы вместе с шаровыми звездными скоплениями являются самыми крупными структурами в Галактике с диаметром до 1300 световых лет.
Одновременно с процессом сжатия туманности также образуются плотные темные газопылевые облака круглой формы, которые получили название «Глобулы Бока». Именно американским астрономом Боком и были впервые описаны данные глобулы, благодаря чему они сейчас называются именно так. Изначально масса глобулы в 200 раз превышает массу Солнца. Однако, постепенно глобулы продолжают сгущаться, набирая массу и притягивая к себе материю из соседних областей благодаря своей гравитации. Стоит обратить внимание на то, что внутренняя часть глобулы сгущается в разы быстрее, чем внешняя. В свою очередь, это приводит к разогреву и вращению глобулы. Данный процесс продолжается несколько сотен тысяч лет, после чего образуется протозвезда.
С увеличением массы звезды притягивается все больше материи. Также происходит высвобождение энергии из сжимающегося внутри газа, что приводит к образованию тепла. В связи с этим, увеличиваются давление и температура звезды, что приводит к ее свечению темно-красным светом. Протозвезда характеризуется своими достаточно масштабными размерами. Не смотря на то, что тепло равномерно распределяется по всей ее поверхности, она, все таки, считается относительно холодной. В ядре температура продолжает увеличиваться. Кроме этого происходит ее вращение и она приобретает несколько плоскую форму. Данный процесс длиться несколько миллионов лет.
Молодые звезды увидеть очень трудно, особенно невооруженным глазом. Их можно рассмотреть только при помощи специального оборудования. Это связано с тем, что из-за темного пылевого облака, которое окружает звезды, свечение молодых звезд практически не видно.
Таким образом, звезды рождаются, эволюционируют и умирают. На каждом этапе своего развития звезды имеют свою определенную массу, температуру, яркость. В связи с этим, все звезды принято классифицировать на:
Звезды главной последовательности;
Звезды карлики;
Звезды гиганты.
Какие звезды гиганты
Так, звезды гиганты говорят сами за себя и, соответственно, имеют существенно больший радиус и высокую светимость в отличие от тех звезд главной последовательности, которые имеют такую же температуру поверхности. Радиус звезд гигантов, как правило, находится в диапазоне от 10 до 100 солнечных радиусов, и обладают светимостью от 10 до 1000 светимостей Солнца. Температура звезд гигантов является относительно низкой в силу массы звезды, поскольку распределяется на всю звездную поверхность, и достигает порядка 5000 градусов.
Однако, также существуют и такие звезды, которые имеют в разы большую светимость, чем у звезд гигантов. Такие звезды принято называть сверхгиганты и гипергиганты.
Звезда сверхгигант считается одной из наиболее массивных звезд. Звезды, относящиеся к такому типу, занимают верхнюю часть диаграммы Герцшпрунга-Рассела. Данные звезды обладают массой, которая колеблется в диапазоне от 10 до 70 масс Солнца. Их светимость составляет 30 000 солнечных светимостей и более. А вот радиусы звезд сверхгигантов могут существенно разниться - начиная от 30 до 500 солнечных радиусов. Но бывают и такие звезды, которые имеют радиус, превышающий 1000 солнечных. Однако, эти сверхгиганты уже переходят в разряд гипергигантов.
В связи с тем, что данные звезды имеют очень огромные массы, продолжительность их жизни крайне мала и составляет от 30 до нескольких сотен миллионов лет. Сверхгиганты можно наблюдать, как правило, в областях активного звездообразования - рассеянных звездных скоплениях, рукавах спиральных галактик, а также в неправильных галактиках.
Красный гигант
Красный гигант - звезда поздних спектральных классов, имеющая высокую светимость и протяженные оболочки. Наиболее известные красные гиганты - Арктур, Альдебаран, Гакрукс, Мира.
Красные гиганты относятся к спектральным классам К и М. Также они имеют относительно невысокую температуру излучающей поверхности, которая составляет порядка 3000 - 5000 градусов Кельвина. В свою очередь, это свидетельствует о том, что поток энергии с единицы излучающей площади в 2-10 раз меньше, чем у Солнца. Радиус красных гигантов находится в пределах от 100 до 800 солнечных радиусов.
Спектры красных гигантов характеризуются наличием молекулярных полос поглощения, поскольку в их относительно холодной фотосфере некоторые молекулы оказываются устойчивыми. Максимум излучения приходится на красную и инфракрасную области спектра.
Кроме красных гигантов, также существуют и белые гиганты. Белый гигант - звезда главной последовательности, которая достаточно горячая и яркая. Иногда звезда белый гигант может комбинироваться с красным карликом. Такая комбинация звезд называется двойной или кратной и, как правило, состоит из звезд различных типов.
Звезда - VY Большого Пса является самой большой из всех известных звезд Млечного Пути. Упоминание о ней можно найти в звездном каталоге, изданном еще в 1801 году. Там она значится, как звезда седьмой величины.
Красный гипергигант VY Большого Пса находится на расстоянии 4900 световых лет от Земли. Он в 2100 раз больше Солнца. Другими словами, если представить что VY вдруг оказался на месте нашего светила, то он поглотил бы все планеты вплоть Сатурна. Для того чтобы облететь вокруг такого «шарика» на со скоростью 900 км /час потребуется 1100 лет. Впрочем, при движении со скоростью света это займет значительно меньше времени – всего лишь 8 минут.
С середины 19 века известно, что VY Большого Пса имеет малиновый оттенок. Предполагалось, что она является кратной. Но впоследствии выяснилось - это одиночная звезда и компаньон у нее отсутствует. А малиновый спектр свечения обеспечивает окружающая туманность.
3 или более звезды, которые видны как близко расположенные, называются кратной звездой. Если на самом деле они просто находятся близко к лучу зрения, то это оптически кратная звезда, если объединены гравитацией – физически кратная.
При столь гигантских размерах масса звезды всего лишь в 40 раз превышает массу Солнца. Плотность газов внутри нее очень низка - это объясняет столь внушительные размеры и относительно небольшой вес. Сила гравитации не способна предотвратить потерю звездного топлива. Считается, что к настоящему времени гипергигант уже потерял больше половины своей первоначальной массы.
Еще в середине 19 века ученые отмечали, что гигантская звезда теряет свою яркость. Впрочем, данный параметр и сейчас еще является весьма впечатляющим – по яркости свечения VY в 500 раз превосходит Солнце.
Ученые считают: когда топливо VY закончится, она взорвется сверхновой. Взрыв уничтожит любую жизнь на несколько световых лет вокруг. Но Земля не пострадает – слишком велико расстояние.
И самая маленькая
В 2006 году в прессе появилось, что группой канадских ученых под руководством доктора Харви Райчера обнаружена самая малая из известных в настоящее время звезд нашей галактики. Она находится в звездном скоплении NGC 6397 – втором по удаленности от Солнца. Исследования проводились с помощью телескопа «Хаббл».
Масса обнаруженного светила близка к теоретически рассчитанному нижнему пределу и составляет 8,3% массы Солнца. Существование меньших звездных объектов считается невозможным. Их малые размеры просто не позволяют начаться реакции ядерного синтеза. Яркость таких объектов подобна свечению зажженной на Луне свечи.
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.
На самом деле этот вопрос не так прост, как кажется. Определять точные размеры звёзд очень сложно, это вычисляется на основе множества косвенных данных, ведь напрямую их диски мы видеть не можем. Непосредственное наблюдение звёздного диска пока что было проведено лишь для некоторых крупных и близких сверхгигантов, а звезд на небе миллионы. Поэтому определить, какая самая большая звезда во Вселенной, не так просто - приходится опираться в основном на вычисленные данные.
Кроме того, у некоторых звезд граница между поверхностью и огромной атмосферой очень размыта, и где кончается одно, и начинается другое, понять сложно. А ведь это погрешность не на какие-то сотни, а на миллионы километров.
Многие звезды не имеют строго определенного диаметра, они пульсируют, и становятся то больше, то меньше. И менять свой диаметр они могут очень значительно.
Кроме того, наука не стоит на месте. Проводятся все более точные измерения, уточняются расстояния и прочие параметры, и некоторые звёзды неожиданно оказываются гораздо интереснее, чем казались. Это касается и размеров. Поэтому рассмотрим несколько кандидатов, которые относятся к самым большим звёздам во Вселенной. Заметьте, что все они расположены не так уж и далеко по космическим меркам, и они же являются самыми большими звездами в Галактике.
Красный гипергигант, претендующий на звание самой большой звезды во Вселенной. Увы, это не так, но очень близко. По размеру она на третьем месте.
VV Цефея – , то есть двойная, и гигант в этой системе – компонент А, о нём и пойдет речь. Второй компонент – ничем особым не примечательная голубая звезда, в 8 раз больше Солнца. А вот красный гипергигант – еще и пульсирующая звезда, с периодом 150 суток. Её размеры могут меняться от 1050 до 1900 диаметров Солнца, и на максимуме она светит в 575 000 раз ярче нашего светила!
Эта звезда находится от нас в 5000 световых лет, и при этом на небе имеет яркость в 5.18 m, то есть при чистом небе и хорошем зрении её можно найти, а уж в бинокль вообще запросто.
UY Щита
Этот красный гипергигант тоже поражает своими размерами. На некоторых сайтах упоминается, как самая большая звезда во Вселенной. Относится к полуправильным переменным и пульсирует, поэтому диаметр может меняться – от 1708 до 1900 солнечных диаметров. Только представьте себе звезду, больше нашего Солнца в 1900 раз! Если поместить её в центр Солнечной системы, то она все планеты, вплоть до Юпитера, окажутся внутри неё.
Солнце, Сириус, Поллукс, Арктур, на фоне UY Щита. Это, вероятно, самая большая звезда во Вселенной.
В цифрах диаметр этой одной из самых больших звёзд в космосе – 2.4 миллиарда километров, или 15.9 астрономических единиц. Внутри неё могло бы поместиться 5 миллиардов Солнц. Светит в 340 000 раз сильнее Солнца, хотя температура поверхности намного меньше – за счёт большей её площади.
На пике яркости UY Щита видна как слабая красноватая звездочка с яркостью 11.2 m, то есть увидеть её можно в небольшой телескоп, а невооруженным глазом она не видна. Дело в том, что расстояние до этой большой звезды 9500 световых лет – другую на её мы бы вообще не увидели. Кроме того, между нами находятся облака пыли – если бы их не было, UY Щита была бы на нашем небе одной из самых ярких звезд, несмотря на огромное расстояние до неё.
UY Щита – огромная звезда. Её можно сравнить с предыдущим кандидатом – VV Цефея. Они на максимуме примерно одинаковы, и даже непонятно, какая из них больше. Однако точно есть звезда еще больше!
VY Большого Пса
Диаметр VY , тем не менее, по некоторым данным, оценивается в 1800-2100 солнечных, то есть это явный рекордсмен среди всех прочих красных гипергигантов. Окажись она в центре Солнечной системы, она поглотила бы все планеты, вместе с Сатурном. Предыдущие кандидаты на звание самых больших звёзд во Вселенной тоже вместились бы в неё полностью.
Свету достаточно всего 14.5 секунд, чтобы обогнуть наше Солнце полностью. Чтобы обогнуть VY Большого Пса, свету пришлось бы лететь 8.5 часов! Если бы вы решились на такой облет вдоль поверхности на истребителе, со скоростью 4500 км/ч, то такое безостановочное путешествие заняло бы 220 лет.
Сравнение размеров Солнца и VY Большого Пса.
Эта звезда еще вызывает массу вопросов, так как точный её размер установить сложно из-за размытой короны, которая имеет гораздо меньшую плотность, чем солнечная. Да и сама звезда имеет плотность в тысячи раз меньше, чем плотность воздуха, которым мы дышим.
Кроме того, VY Большого Пса теряет своё вещество и образовала вокруг себя заметную туманность. В этой туманности, возможно, теперь даже больше вещества, чем в самой звезде. К тому же она нестабильная, и в ближайшие 100 тысяч лет взорвется гиперновой. К счастью, до неё 3900 световых лет, и Земле этот страшный взрыв не угрожает.
Эту звезду можно найти на небе в бинокль или в небольшой телескоп – её яркость меняется от 6.5 до 9.6 m.
Какая звезда самая большая во Вселенной?
Мы рассмотрели несколько самых больших звёзд звёзд во Вселенной, известных учёным на сегодняшний день. Размеры их поражают. Все они кандидаты на это звание, но данные постоянно меняются - наука не стоит на месте. По некоторым данным, UY Щита тоже может «раздуваться» до 2200 солнечных диаметров, то есть становиться даже больше VY Большого Пса. С другой стороны, по поводу размеров VY Большого Пса слишком много разногласий. Так что эти две звезды – практически равноценные кандидаты на звание самых больших звёзд во Вселенной.
Какая из них окажется больше на самом деле, покажут дальнейшие исследования и уточнения. Пока большинство склоняется в пользу UY Щита, и можете смело называть эту звезду самой большой во Вселенной, опровергнуть это утверждение будет сложно.
Конечно, про всю Вселенную говорить не слишком корректно. Пожалуй, это самая большая звезда в нашей галактике Млечный Путь, известная ученым на сегодня. Но раз еще больших пока не открыто, она пока самая большая и во Вселенной.
Звёзды – большие небесные тела раскаленной плазмы, габариты которых могут поразить самого любознательного читателя. Готовы развиваться?
Сразу стоит отметить, что рейтинг составлен с учётом тех гигантов, о которых уже известно человечеству. Не исключено, что где-то в космическом пространстве есть звёзды ещё больших габаритов, но находится на расстоянии многих световых лет, и современного оборудования просто недостаточно для их обнаружения и анализа. Стоит также добавить, что самые больше звёзды со временем перестанут таковыми является, потому что относятся к классу переменных. Ну, и не стоит забывать о вероятных погрешностях астрологов. И так...
Топ 10 самых больших звезд во Вселенной
Открывает рейтинг самых крупных звезд в Галактике Бетельгейзе, размеры которой превышают радиус солнца в 1190 раз. Находится примерно в 640 световых годах от Земли. Сравнивая с другими звездами, можно сказать, что на относительно небольшом расстоянии от нашей планеты. Гигант красного цвета в ближайшие несколько сотен лет может превратиться в сверхновую. В таком случае ее габариты существенно увеличатся. По обоснованным причинам звезда Бетельгейзе, занимая последнее место в данном рейтинге является самой интересной!
RW
Удивительная звезда, привлекающая необыкновенным цветом свечения. Ее размер превышает габариты солнца от 1200 до 1600 солнечных радиусов. К при великому сожалению мы не можем сказать точно, насколько данная звезда мощная и яркая, потому что находится вдалеке от нашей планеты. Относительно истории возникновения и расстояния RW уже много лет спорят ведущие астрологи из разных стран. Все обусловлено тем, что в созвездии она регулярно видоизменяется. Со временем может исчезнуть вовсе. Но пока еще держится в топе самых больших небесных светил.
Следующей в рейтинге самых больших из известных звезд идёт KW Стрельца. Согласно древнегреческой легенда она появилась после смерти Персея и Андромеды. Это гласит о том, что обнаружить данное созвездие удалось задолго до нашего появления. Но в отличие от предков мы знаем о более достоверных данных. Известно, что размера звезды превышают Солнце в 1470 раз. При этом она находится относительно недалеко от нашей планеты. KW является яркой звездой, которая меняет свою температуру с течением времени.
В настоящее время точно известно, что размеры этой крупной звезды превышают размеры Солнца минимум в 1430 раз, но точный результат получить сложно, потому что она находится в 5 тысячах световых лет от планеты. Еще 13 лет назад американские ученные приводит совершенно другие данные. В тот период времени полагалось, что KY Лебедя имеет радиус, повышающий Солнце в 2850 раз. Теперь мы имеем более достоверные размеры относительно данного небесного тела, которые, наверняка, точнее. Исходя из названия вы поняли, что звезда располагается в созвездии Лебедя.
Очень большая звезда, включенная в созвездие Цефея – V354, размер которой превышает Солнце в 1530 раз. При этом небесное тело находится относительно недалеко от нашей планеты, всего в 9 тысячах световых лет. Особой яркостью и температурой не отличается на фоне других уникальных звезд. Однако, относится к числу переменных светил, следовательно, размеры могут меняться. Вполне вероятно, что на данной позиции в рейтинге V354 Цефея продержится недолго. Скорее всего, размеры со временем уменьшатся.
Еще несколько лет назад считалось, что данный красный гигант способен стать конкурентом для VY Большого Пса. Более того, некоторые специалисты условно считали WHO G64 самой большой звездой из известных в нашей Вселенной. Сегодня, в век стремительного развития технологий астрологам удалось получить более достоверные данные. Теперь известно, что радиус Золотой Рыбы всего лишь в 1550 раз больше Солнца. Вот, насколько огромные погрешности допустимы в области астрономии. Тем не менее, объяснить казус легко расстоянием. Звезда находится за пределами Млечного пути. А именно в карликовой галактике под названием Огромное Магелланово Облако.
V838
Одна из самых необычных звезд во Вселенной, находящаяся в созвездии Единорога. Находится примерно в 20 тысячах световых лет от нашей планеты. Удивителен даже тот факт, что нашим специалистам удалось ее обнаружить. Светило V838 даже больше, чем у Мю Цефеи. Точные расчеты относительно габаритов произвести достаточно сложно, что обусловлено огромным расстоянием от Земли. Говоря о примерных данных габарита составляют от 1170 до 1900 радиусов Солнца.
В созвездии Цефея находится много удивительных звёзд, и Мю Цефея считается тому подтверждением. Одна из самых больших звёзд превышает габарита Солнца в 1660 раз. Супергигант считается одним из наиболее ярких на территории Млечного пути. Примерно в 37 000 раз мощнее освещения наиболее известной нам звезды, то есть Солнца. К сожалению, однозначно сказать, на каком именно расстоянии от нашей планеты размещается Мю Цефея мы не можем.
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.
Мириады звёзд на ночном небе с глубочайшей древности привлекали внимание людей. Люди наделяли звезды особыми свойствами, им приписывали влияние на земные дела - например, египтяне верили, что Сириус управляет разливами Нила. Но при этом людям на Земле звёзды казались малыми небесными телами - много, много меньше, чем Луна. Лишь с появлением мощных телескопов люди осознали, что звезды - огромные светила, подобные Солнцу.
Красные сверхгиганты
Однако даже ближайшие звёзды так далеки от нас, что и в самые лучшие современные телескопы они видны только как светящиеся точки. Поэтому лишь в начале XX века учёные нашли способ вычислять действительный диаметр звёзд. Результаты исследований оказались поразительными - звёздное небо оказалось заселённым как карликами, так и гигантами. Так, диаметр звезды Бетельгейзе был измерен в 1920 году и оказался почти в 350 раз больше диаметра Солнца. Поверхность Бетельгейзе примерно в 120 тысяч раз больше его поверхности, а объём в 40 миллионов раз больше объёма нашего светила! Если бы Бетельгейзе оказалась на месте Солнца, она заполнила бы все пространство далеко за пределами орбиты Марса.
Но этот небесный исполин - далеко не самая большая звезда в безбрежных просторах космоса. Долгое время самой большой звездой считалась VY, которая находится в созвездии Большого Пса. Радиус этой звезды - миллиард километров, что в полторы тысячи раз больше радиуса Солнца. Представление о размерах этого колосса дают следующие расчёты: один оборот вокруг звёзды-гипергиганта займёт 1200 лет, и то если лететь со скоростью 800 километров в час. Если уменьшить Землю до 1 сантиметра в поперечнике и так же пропорционально уменьшить VY, то размер последней будет 2,2 километра. Правда, масса этой звезды «всего лишь» в 40 раз больше массы Солнца (это объясняется тем, что плотность звёзд-сверхгигантов очень низкая). Но зато светит VY в 500 тысяч раз сильнее нашего небесного светила.
Звёздная жизнь
Бетельгейзе и VY являются красными сверхгигантами. Как известно, звёзды формируются из космических скоплений водорода. Когда такое облако оказывается достаточно плотным, начинают действовать гравитационные силы, вызывающие сжатие и нагрев газа. По достижении определённого предела в нагретом и сжатом центре облака начинаются термоядерные реакции - это означает, что звезда зажглась. Во вспыхнувшем светиле водород превращается в гелий миллионы и даже миллиарды лет. Если звезда достаточно велика, наступает момент, когда в термоядерные реакции включаются углерод и кислород - звезда становится красным гигантом или сверхгигантом. Газовая оболочка такой звезды вырастает до огромных размеров, распространяясь на миллионы километров. Красные сверхгиганты обычно заканчивают жизненный путь взрывом сверхновой. Ведь существование звезды определяется равновесием между силами гравитации, стремящимися сжать звезду, и давлением излучения, «распирающим» её изнутри. Когда излучение оказывается недостаточным, чтобы компенсировать гравитационное поле звезды, происходит катастрофический коллапс светила. Гравитационное сжатие вызывает «взрыв внутрь» - процесс сопровождается выделением колоссального количества энергии.
Звезда становится сверхновой и на короткое время начинает сиять ярче, чем все звезды галактики, вместе взятые. Потом вспышка сверхновой заканчивается. Газовая оболочка погибшей звезды даёт начало новой туманности, а вырожденное ядро превращается в объект малой величины, но чудовищной плотности (это может быть белый карлик, нейтронная звезда или даже чёрная дыра).
Увы, но сверхгигант Бетельгейзе - близкий, по космическим меркам, сосед Солнечной системы (расположен примерно в полутысяче световых лет) достиг финальной стадии своей эволюции и может взорваться в самом скором времени. И этот катаклизм может быть опасен для Земли. Излучение сверхновой при взрыве направлено неравномерно - максимум излучения определяют магнитные полюса звезды. И если окажется, что один из полюсов Бетельгейзе направлен точно на Землю, то после взрыва сверхновой в нашу планету ударит смертоносный поток рентгеновского излучения…
Огромные и яркие
Но красные сверхгиганты далеко не самые тяжёлые и яркие звёзды. Чемпионами среди известных на сегодня звёзд являются голубые сверхгиганты. В отличие от красных, доживающих долгую жизнь, - это молодые и раскалённые звезды, в миллионы раз превосходящие Солнце своей яркостью и имеющие массу, превосходящую массу Солнца в десятки и сотни раз. Поверхность голубых сверхгигантов стремительно уменьшается из-за сжатия, при этом излучение внутренней энергии непрерывно растёт и повышает температуру светила. К этому классу звёзд относится ярчайшая звезда, достоверно известная учёным. Открытие произошло недавно: в 2010 году, изучая Большое Магелланово Облако, исследователи обнаружили звезду R136а1. Этот гигант в 256 раз больше нашего Солнца по своей массе!
Это значит, R136а1 весит 5×10 32 кг; или 500000000000000000000000000000 тонн! Эти данные стали откровением для учёных, ведь предполагалось, что звёзд, которые превышают массу Солнца больше чем в 150 раз, не существует. При этом R136а1 превосходит Солнце в десять миллионов раз по своей яркости! Звезда находится в Большом Магеллановом Облаке - карликовой галактике, которая вращается вокруг нашего Млечного Пути. Расстояние от Земли до туманности составляет невообразимую величину в 160 тысяч световых лет, поэтому исполинская звезда видна с помощью мощных телескопов. А если бы это удивительное светило находилось на месте одной из ближайших к солнечной системе звёзд, те сияние R136а1 превосходило бы сияние Солнца.
Впрочем, возможно, что R136а1 в скором времени уступит «чемпионский титул» загадочной двойной звезде R144, открытой в середине апреля 2013 года. R144 -это единая система из двух звёзд, вращающихся вокруг друг друга по близким орбитам, с полной массой компонентов около 300 солнечных масс. В недалёком будущем они могут слиться в единый объект, который окажется большей звездой, нежели нынешний рекордсмен (появившийся на свет, скорее всего, таким же образом).
Двойной звездой является и таинственный объект LBV 1806-20, чья яркость предположительно в 12 миллионов раз превосходит яркость Солнца (больше, чем у R136a1). Спрятанное за газом и пылью чудовищное светило класса LBV (яркая голубая переменная) имеет массу 130-190 масс Солнца. Эта сверхзвезда за 2-3 секунды излучает примерно столько же энергии, сколько Солнце за год. То, что LBV1806-20 и R144 - двойные звезды, - не случайно. Как показывают исследования, три четверти голубых сверхгигантов имеют близко расположенную звезду-спутник, а примерно треть из них находятся на пути к слиянию и образованию одной звезды (оставшаяся четверть «одиночных» голубых супергигантов - по-видимому, результат произошедшего в прошлом слияния звёзд). Поэтому такие звезды получили негласное название «звезды-вампиры» (главная из звёзд двойной системы «высасывает» вещество с поверхности своего соседа).
Чудовищно тяжёлые…
Однако хотя голубые сверхгиганты являются самыми яркими из известных науке звёзд, вопрос о самых тяжёлых звёздах остаётся открытым. Есть основания считать, что в космосе существуют «холодные» звезды такой массы, что R136a1 на их фоне окажется карликом. Интерес астрономов вызывает Эпсилон Возничего - звезда настолько холодная, что, несмотря на её чудовищные размеры, её не видно даже в самые мощные телескопы, так как её слабое излучение почти целиком лежит в инфракрасной области. Мы знаем о существовании этого «скрытого» светила только потому, что у него есть яркий спутник, который она периодически затмевает. Исходя из косвенных данных, учёные предположили, что таинственный «затмевающий» объект - это тёмная звезда - инфракрасный гигант с диаметром 4 миллиарда километров. Если эта гипотеза верна, то Эпсилон Возничего, оказавшись на месте Солнца, заполнила бы все пространство Солнечной системы вплоть до орбиты Урана!
Между тем невозможно сказать, каких размеров могут достигать инфракрасные сверхгиганты - ведь звезду настолько холодную, что она излучает почти исключительно в инфракрасной части спектра, очень трудно обнаружить. Несомненно, в глубинах космоса скрываются тёмные звезды гораздо больших размеров, чем Эпсилон Возничего, - и можно лишь гадать, каких максимальных размеров (и какой максимальной массы) они могут достигать.
Какая бы гипотеза ни была верна, несомненно, что в скором времени появятся новые рекордсмены среди звёзд - ведь учёные не устают осваивать пространство и делать все новые открытия. Кто знает, какие светила-левиафаны спрятаны в безбрежном космосе?
