Размер самой большой звезды. Самая маленкая и самая большая звезда нашей галактики

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.

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

10

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.

Главными источниками света во Вселенной являются звезды. Более того, основной фабрикой энергии для жизни на Земле выступает ближайшая к нам звезда — Солнце. Многие из нас знают, насколько ничтожна наша голубая планета по сравнению с могучим светилом. Однако, каждый раз вспоминая соотношение объемов этих двух небесных тел невозможно не удивляться. Вдумайтесь, Солнце больше Земли более чем в миллион раз! Светила относятся к крупнейшим однофазным объектам космоса, но насколько могут разниться размеры звезд?

«Одиссей» — корабль на котором мы будем исследовать звезды

Взглянув на ночное небо каждый из нас может поразиться бесчисленному количеству светящихся точек. Будто на черной небесной глазури рассыпали мириады различных по размеру, светимости и цвету жемчугов. Смотря на верх ночью кажется, что все звездочки одного размера, за исключением планет, естественно. Условимся, что мы имеем некий компактный космический корабль, внешне похожий на истребитель. Он будет оснащен двигателем будущего, которому для работы хватит обычных по объему баков самолета и имя мы ему дадим незамысловатое — «Одиссей».

Так звезда или нет?

И так, наш «Одиссей» выходит на орбиту двойной звезды Глизе 229. Она находится всего в 19 световых годах от Солнца. Нас интересует Глизе 229 В, объект внешне меньше даже Юпитера. Мы задаем параметры в компьютер для выхода на орбиту. Но вдруг внезапно автопилот предупреждает нас, что корабль стремительно падает и введенные вручную данные ложны. Компьютер спешно корректирует тягу, да не чуть-чуть, а в разы. Вскоре выясняется, что Глизе 229 В хоть и меньше по геометрическим размерам чем Юпитер, но в 25 раз его тяжелее.

До настоящего момента идут споры, относить ли к звездам непонятные объекты, подобные коричневым карликам? В наши дни под ними подразумевают водородную субзвезду с размерами в диапазоне от 0,012 до 0,0767 масс Солнца. Они сопоставимы с размерами Юпитера. В недрах коричневых карликов идут термоядерные процессы, так же, как и в звездах. Но выделение тепла идет в основном за счет реакции слияния изотопов легких ядер таких как литий, бериллий, бор, дейтерий. Вклад классического протонного термоядерного синтеза в общее тепловыделение невелико. Считается, что на коричневые карлики приходится большая часть звезд в космосе. Некоторые астрономы считают, что немаленькая доля темной материи может приходиться как раз на коричневые карлики. Ну что ж, летим дальше!

От самых маленьких

Размеры звезд Млечного пути

Зададимся вопросом, какие же размеры имеют самые маленькие члены этого класса космических объектов? Мы даем команду бортовому компьютеру лететь к ближайшей нейтронной звезде. Гиперскачок и вуаля, мы подлетаем к крохотной звезде со странным названием — RX J1856.5-3754.

RX J1856.5-3754 рентгеновский снимок телескопа Чандра

«Одиссей» завис высоко над поверхностью крохи, которая имеет диаметр всего 10-20 километров, но наши двигатели неистово набирают скорость, а информация с экранов говорит, будто мы на орбите Солнца! И здесь нас ждет первая неожиданность! Наименьшие представители звездного семейства, имеют диаметр порядка 15 километров. Но их масса превышает Солнечную. Только представьте, сколь плотным объектом будет нейтронная звезда. После элементарных математических расчетов становится ясно, что компактность упаковки вещества там превышает таковую атомного ядра.

Нейтронные звезды

Мы набираемся смелости и спускаемся ниже, чтобы лучше рассмотреть звезду, но в кабине начинает бить тревога, предупреждая нас о колоссальном магнитном поле.

Но это все известные факты. А вот есть еще одно экзотическое свойство нейтронных звезд. И связано оно в первую очередь с релятивистскими эффектами, суть которого заключается в том, что если вы посмотрите на нейтронную звезду с любого угла (сверху, снизу или перпендикулярно оси вращения) то увидите вы больше 50 % общей площади поверхности! В голове с трудом укладывается. Если этот эффект перенести на нашу планету, то вы смогли бы видеть то, что находится за горизонтом. В будущих статьях мы обязательно вернемся и к этому феномену, и ко многим другим поразительным явлениям. И для того, чтобы лучше их понять, разберем их на пальцах. Нейтронные звезды - это «скелеты» некогда живших звезд, у них нет источника энергии. Они скорее похожи на гигантские аккумуляторы, которые безвозвратно теряют энергию. Хорошо, пора взглянуть на еще один класс псевдозвезд.

«Одиссей» выходит на орбиту Звезды ван Маанена, ближайшего белого карлика в 14,1 световых годах от Солнца. Удручающее зрелище. Мы видим своего рода «труп» — остатки проэволюционировавшего светила. Размеры белых карликов не превышают одной сотой Солнечной, а масса сопоставима с ним. Белый карлик - это тусклое ядро погибшей звезды, которое светит лишь за счет остывания своего плазменного вещества. Между белыми карликами и нашим Солнцем есть один из самых крупных по численности составляющих звезд класс - красные карлики. Команда компьютеру, и мы в мгновение оказываемся на орбите Проксимы Центавра.

Небольшой красной звезде, понуро светящейся в безграничном космосе. Размеры и масса таких звезд не превышает лишь трети, а светимость в тысячи раз меньше Солнечной.

По мнению многих астрономов красные карлики составляют самый многочисленный класс «настоящих» звезд во Вселенной. Дело в том, что все вышеперечисленные звезды, на самом деле по-настоящему ими не являются. Только в красных карликах проходят классические протонные термоядерные реакции, позволяющие им существовать сотни миллиардов лет.

Эта невзрачная звезда, очень вероятно, намного переживет Солнце, и если человечество захочет найти в космосе звезду, что сможет нас приютить после гибели родной звезды, то далеко ходить не придется. По меркам космоса, конечно.

От Солнца до красных сверхгигантов

Давайте посмотрим на желтые карлики. Да-да, наше Солнце является желтым карликом! А если точнее, то его спектральный класс G2V. Такой тип звезд не очень многочисленен во Вселенной. Звезды подобного рода имеют массу от 0,8 до 1,2 массы Солнца. После того как подобные нашему светилу звезды израсходуют водородное топливо, их размер увеличивается, и они становятся красными субгигантами и гигантами. Интересного мало и требуем от «Одиссея» продолжения банкета.

Бетельгейзе

Мы оказываемся на орбите Бетельгейзе, расположенной в 500 световых годах от дома, на уровне 19 астрономических едениц от центра звезды. Глазам предстает неописуемая картина. Находясь от ядра этой звезды так же далеко как Уран от ядра Солнца мы видим, что красный диск звезды чуть ли не в сотни раз превосходит размеры Солнца, а цвет ее красный. Умирающая звезда. Если перевести возраст звезд на человеческую жизнь, то Солнцу было бы чуть за сорок лет. Бетельгейзе же уже старичок, доживающий свой век. Мы увлекаемся завораживающим видом, компьютер предупреждает нас, что нужно срочно покинуть пределы звезды, так как по данным спектральных наблюдений совсем скоро звезда будет светить ярче, что может навредить нашему маленькому кораблю. Красные гиганты нестабильны и их излучение может сильно варьироваться.

Альнитак

Но если такие красные «толстяки» представляют собой уже престарелые звезды, то голубые гиганты и сверхгиганты очень даже молодые звезды. Корабль выходит на орбиту Альнитака, голубого гиганта в созвездии Ориона, повисшей в черном пространстве в 800 световых годах от Земли. Компьютер нас предупреждает, что смотреть на эту звезду можно только через видеокамеру со специальными фильтрами, так как ее светимость в 35 тысяч раз больше Солнечной! На самом деле голубые гиганты настолько горячи, что даже не успевают прожить жизнь по звездным меркам. Если желтые карлики доживают до 10 миллиардов лет, а красные теоретически могут протянуть и до 100, то голубые гиганты и сверхгиганты в буквальном смысле сгорают в мгновение ока. Что такое для звезды жизнь в 10 - 50 миллионов лет? Не смотря на их грозное название размеры более чем скромные. Всего-то не более 25 Солнечных радиусов. Радиус Альнитака в 18 раз больше Солнечного, так же, как и масса.

Антарес

На просторах бесконечного космоса есть настоящие мастодонты в виде сверхгигантов. Покорный «Одиссей» переносит нас на высокую орбиту Антареса, ярчайшей звезды в созвездии скорпиона, в 600 световых годах от Солнца. Чтобы лучшее ее рассмотреть просим компьютер перейти на расстояние в 1,4 астрономических единицы от ядра, так сказать с запасом. Но система протестует, уверяя нас, что мы окажемся под поверхностью звезды. Да как так? Мы же будем на уровне эквивалента орбиты Марса от ядра Антареса. Но оказывается, что радиус красных сверхгигантов превышает Солнечный порой в 800 раз. Но масса Антареса всего лишь в 12,4 раза больше Солнечной, его газ очень разряжен.

UY Щита

Перед завершением нашей экскурсии мы просим перенести «Одиссей» к самой большой звезде, известной на данный момент. И мы выходим на орбиту UY Щита, на таком расстоянии от ядра, на котором находится Сатурн от Солнца. И все же почти все поле нашего зрения затмевает красный гигантский диск звезды, которая в 1700 раз больше Солнца по радиусу, но всего в 40 раз тяжелее. Если бы мы поместили эту звезду в центр Солнечной системы, то она поглотила все планеты вплоть до Юпитера. Если сжать Землю до размеров сантиметра, то UY Щита в том же масштабе была почти 2 километра!

Что в итоге?

Подводя итог важно отметить, что как масса, так и геометрические размеры звезд могут сильно отличаться. Одни обладают невообразимой плотностью, другие же наоборот, сильно разряжены. Звезды очень разнятся по светимости и цвету, температуре и срокам жизни. На размер звезд влияет сочетание двух сил - сила тяготения, что пытается сжать звезду, и давление разогретого внутри газа. В настоящее время теория эволюции звезд далека от своего совершенства.

Астрофизики не могут дать внятного ответа на банальный вопрос: «А на сколько большой и массивной может быть звезда?».

Конечно, есть фундаментальные ограничения, не позволяющие, например, существовать звезде размером с галактику. Звезды с массой от 8 до около 150 Солнечных проживают жизнь быстро, из-за того, что температура в их недрах колоссальна, и термоядерные реакции идут стремительно. Совсем недавно считалось, что пределом массы звезды является 150 масс Солнца. Но недавние исследования космоса показали, что и 300 Солнечных масс для звезды может быть не предел! В таких звездах кроме молниеносных реакций термоядерного синтеза возникают дополнительные флуктуации из-за взаимодействия пар частица-античастица. Такие супергигаганты могут взрываться еще до возникновения классического коллапса, попросту проходя процесс аннигиляции. Но все это пока теория.

Очень многое осталось за рамками этого повествования. Но всему свое время. А мы, пораженные столь разнообразными размерами звезд, усталые и довольные, даем команду «Одиссею» возвращаться на крохотную, но столь родную Землю.

В нашей галактике. Это сопряжено с огромными дистанциями в космосе и сложностью наблюдений с последующим анализом полученных данных. На сегодня учёным удалось обнаружить и зарегистрировать примерно 50 миллиардов светил. Более совершенная техника позволяет исследовать отдалённые закоулки космоса и получать новую информацию об объектах.

Оценка и поиск сверхгигантов в космосе

Современная астрофизика в процессе исследования космоса постоянно сталкивается с большим количеством вопросов. Причиной этому служит гигантский размер видимой Вселенной, около четырнадцати миллиардов световых лет. Порой, наблюдая за звездой, достаточно сложно оценить расстояние до неё. Поэтому, прежде чем отправиться в путь в поисках определения, какая самая большая звезда в нашей галактике, необходимо понимать уровень сложности наблюдения за космическими объектами.

Ранее, до начала двадцатого века, считалось, что наша галактика одна. Видимые другие галактики причислялись к туманностям. Но Эдвин Хаббл нанёс сокрушительный удар по представлениям учёного мира. Он утверждал, что галактик большое множество, и наша не является самой большой.

Космос невероятно огромен

Дистанции до ближайших галактик огромны. Достигают сотен миллионов лет. Для астрофизиков достаточно проблематично определить, какая самая большая звезда в нашей галактике.

Поэтому о других галактиках с триллионами звёзд, на дистанции в сто и более миллионов световых лет, говорить ещё сложнее. В процессе исследования открываются новые объекты. Обнаруженные звезды сравниваются и определяются самые уникальные и большие.

Сверхгигант в созвездии Щита

Название самой большой звезды в нашей галактике - UY Щита, красный сверхгигант. Это переменная которой изменяется от 1700 до 2000 диаметров Солнца.

Наш мозг не способен представить подобные величины. Поэтому для полного представления, каких размеров самая большая звезда в галактике, необходимо сравнить с понятными для нас величинами. Для сопоставления подойдёт наша Солнечная система. Размер звезды настолько велик, что если её разместить на месте нашего Солнца, то граница сверхгиганта окажется на орбите Сатурна.

А наша планета и Марс окажутся внутри звезды. Расстояние до этого «монстра» космоса составляет около 9600 световых лет.

Самая большая звезда в галактике - UY Щита - может условно лишь считаться «царём». Причины очевидны. Одна из них - это огромные космические дистанции и космическая пыль, усложняющие получение точных данных. Другая проблема связана непосредственно с физическими свойствами сверхгигантов. При диаметре в 1700 раз больше, чем наше небесное светило, самая большая звезда в нашей галактике массивнее всего в 7-10 раз от него. Получается, что плотность сверхгиганта в миллионы раз меньше, чем окружающий нас воздух. Плотность её сопоставима с атмосферой Земли на высоте примерно ста километров над уровнем моря. Поэтому достаточно проблематично определить точно, где заканчиваются границы звезды и начинается её «ветер».

На данный момент самая большая звезда в нашей галактике пребывает в конце цикла своего развития. Она расширилась (такой же процесс произойдёт с нашим Солнцем в конце эволюции) и начала активное сжигание гелия и ряда других элементов, более тяжёлых, чем водород. Спустя несколько миллионов лет самая большая звезда в галактике - UY Щита - превратится в жёлтого сверхгиганта. А в дальнейшем - в ярко-голубую переменную, а возможно, и в звезду Вольфа - Райе.

Наряду с «царём» - сверхгигантом UY Щита - можно отметить порядка десяти звёзд со схожими размерами. В их число входит VY Большого Пса, Цефея А, NML Лебедя, WOH G64 VV и ряд других.

Известно, что все крупнейшие звёзды являются короткоживущими и очень нестабильными. Подобные звёзды могут существовать как миллионы лет, так и несколько тысячелетий, заканчивая свой жизненный цикл в виде сверхновой или чёрной дыры.

Самая большая звезда в галактике: поиск продолжается

Наблюдая за серьёзными изменениями за последние двадцать лет, стоит предположить, что со временем наше понимание возможных параметров сверхгигантов будет отличаться от ранее известных. И вполне возможно, в ближайшие годы будет открыт очередной сверхгигант, с большей массой или размером. А новые открытия натолкнут учёных на пересмотр ранее принятых догм и определений.