Ілюстрація зірки R136a1 – найпотужнішої з найвідоміших на сьогоднішній день. Автори та права: Sephirohq / Wikipedia.
Подивіться на нічне небо – воно наповнене зірками. Проте лише мікроскопічна частина їх видно неозброєним оком. Насправді, за оцінками вчених, у видимому Всесвіті існує 10 000 мільярдів галактик у кожній з яких понад сто мільярдів зірок. А це не мало не мало 10 24 зірок. Ці ефектні теплові станції мають різні кольори та розміри – і в порівнянні з багатьма з них наше Сонце виглядає просто крихітним. Однак, яка зірка є справжнім космічним гігантом? Спершу нам необхідно дати визначення поняття гігантська зірка: вона повинна мати найбільший радіус чи найбільшу масу?
На сьогоднішній день зіркою з найбільшим радіусом визнано зірку UY Щита (Scuti) – змінний червоний надгігант у сузір'ї Щита. Вона віддалена від нас більш ніж на 9500 світлових років, і складається здебільшого з водню та гелію, а також ряду інших більш важких елементів. за хімічного складу UY Щита нагадує наше Сонце, проте має радіус у 1708 (± 192) разів більший, ніж у нашого світила. Тобто майже 1 200 000 000 км, внаслідок чого її коло становить понад 7,5 мільярдів кілометрів. Щоб було простіше зрозуміти такі розміри, можна уявити собі літак, якому знадобиться 950 років, щоб облетіти UY Щита - і навіть якщо літак зможе рухатися зі швидкістю світла, його подорож триватиме 6 годин і 55 хвилин.
Якщо ми помістимо UY Щита на місце нашого Сонця, то її поверхня буде проходити десь між орбітами Юпітера і Сатурна - зрозуміло, що Земля в цьому випадку буде поглинена. Враховуючи величезний розмір та масу від 20 до 40 сонячних мас, можна розрахувати, що щільність UY Щита становить лише 7×10 -6 кг/м 3 . Іншими словами, це більш ніж у мільярд разів менше за щільність води. Справді, якби ми зуміли помістити цю зірку в басейн, то теоретично вона плавала б. Будучи більш ніж у мільйон разів менш щільною, ніж земна атмосфера UY Щита, подібно до повітряної кульки, літала б у повітрі.
Але якщо ці шалені факти не здивували вас, то давайте перейдемо до найважчої зірки. Зірка-важкоатлет R136a1, розташована у Великій Магеллановій Хмарі, приблизно в 165 000 світлових років від нас. Ця зірка всього в 35 разів більша за наше Сонце, проте вона 265 разів важча за нього – це дійсно дивно з огляду на той факт, що вона вже втратила 55 сонячних мас за 1,6 мільйона років свого життя.
R136a1 є нестабільною зіркою типу Вольфа-Райє. Вона виглядає як блакитна куля з нечіткою поверхнею, яка постійно формує надзвичайно потужні зоряні вітри. Ці вітри рухаються із швидкістю до 2600 км/с. Через таку високу активність R136a1 втрачає 3,21×10 18 кг/с своєї маси – це приблизно одна Земля кожні 22 дні. Зірки такого типу світять яскраво та вмирають швидко. R136a1 випромінює у дев'ять мільйонів разів більше енергії, ніж наше Сонце. Її яскравість у 94 000 разів більша за яскравість Сонця. Насправді це найбільш яскрава зірказ будь-коли знайдених. Температура на її поверхні становить понад 53 000 Кельвін, а жити їй залишилося всього два мільйони років після чого вона вибухне як наднова.
Звичайно, проти таких гігантів наше Сонце здається карликом, але згодом воно теж збільшуватиметься у розмірах. Приблизно через сім з половиною мільярдів років воно досягне свого найбільшого розміру і перетвориться на червоного гіганта.
Зірки - величезні кулі плазми, що горить. Але, за винятком Сонця, вони схожі на крихітні точки світла на нічному небі. При цьому наше Сонце - не найменша чи більша зірка. Є багато набагато масивніших і більших зірок, ніж Сонце. Деякі з них еволюціонували з моменту своєї освіти. Інші зростають у міру «старіння».
Щоб відповісти на питання про те, яка зірка найбільша у ВсесвітіМи відсортували зірки за такою ознакою як розмір. За одиницю виміру зіркового радіусу було взято екваторіальний радіус Сонця, що становить 696392 кілометри.
Це небесне світило, відоме і під іншою назвою (HR 5171 A), відноситься до жовтих гіпергігантів і є подвійною зіркою. Її менший "напарник" HR 5171 B звертається навколо V766 Центавра за 1300 земних діб.
Ця зірка розташована у напрямку сузір'я Цефея, близько 5 тисяч світлових років від Землі. Червоний гіпергігант із радіусом приблизно рівним 1050-1900 радіусам Сонця є частиною подвійної зіркової системи. Її компаньйон - маленька блакитна зірка VV Цефея B, яка обертається навколо свого великого брата по еліптичній орбіті. Назва зірки дано на честь найбільшої з пари, і тепер вона відома як одна з найбільших подвійних зірок Чумацького Шляху.
Щоб ближче познайомитися з цим червоним надгігантом із сузір'я Скорпіона, людям довелося б подолати відстань у 7400 світлових років. Радіус AH Скорпіона перевищує сонячний у 1411 разів.
7. VY Великого Пса
З цією зіркою пов'язані спекотні суперечки серед астрономів. За уточненими у 2012 році оцінками її радіус перевищує радіус Сонця у 1420 разів. Однак за початковою оцінкою Роберта Хамфріса радіус VY Великого псав 1800 - 2200 разів більше сонячного. Точного радіусу зіркового гіганта досі не встановлено. Коли про нього можна буде дізнатися напевно, лідер у рейтингу найбільших зірок може змінитись.
Радіус цієї зірки-гіпергіганта, щонайменше, у 1420 разів перевищує радіус Сонця, а рівень яскравості аж у 300 000 разів вищий за сонячний. Вона розташована у сузір'ї Лебедя, на відстані близько 5 тисяч світлових років від Землі.
Ця зірка відноситься до класу гіпергігантів - найпотужніших і найяскравіших, найбільш важких і при цьому найрідкісніших і короткоживучих надгігантів. Її радіус перевищує сонячний приблизно 1520 разів.
VX Стрільця розташована в сузір'ї Цефея, за 9000 світлових років від нашої планети. Вона настільки величезна, що може легко покрити орбітальний шлях Сатурна, якщо опиниться дома Сонця. Червоний колір зірки показує, що її температурний діапазон становить від 3000 до 4000 за шкалою Кельвіна. Гарячі зірки мають жовте забарвлення, а дуже гарячі набувають синюватого відтінку.
На відстані 11500 світлових років від нашої планети, в зоряному скупченні Вестерланд 1, знаходиться четверта найбільша зірка в галактиці. За світністю вона у 380 тисяч разів перевершує Сонце, а будучи поміщеною на місце нашого жовтого світила своєю фотосферою поглинула б орбіту – Юпітера. Фотосфера - це те місце, де зірка стає прозорою для світла, і де можуть зникнути фотони, тобто легкі частинки. Фотосфера дозволяє астрономам приблизно дізнаватися про «краї» зірки.
Ось ще одна відома науці зірка із сузір'я Цефея потрапила до списку найбільших. Радіус цього червоного надгіганта становить близько 1600 сонячних радіусів. Якби RW Цефея опинилася на місці Сонця, випромінюючий шар її зіркової атмосфери (фотосфера) простягався б за орбіту Юпітера.
Друга найбільша зірка в космосі розташована в сузір'ї Золотої риби, за 160 тисяч світлових років від нашого світу. Незважаючи на те, що ця зірка втратила до третини своєї первісної маси через зоряний вітер, навколо неї сформувався багаторічний товстий кільцевий шар газопилового тора. «Габарити» зірки були скориговані з урахуванням усієї маси, яка була присутня в її кільці. Очікується, що вона стане надновою за кілька тисяч років.
1. UY Щита (UY Scuti) – найбільша зірка у всесвіті
На відстані 9500 світлових років від Сонця, у сузір'ї Щита, знаходиться найбільша зірка у світі. Її орієнтовний розмір становить майже вісім астрономічних одиниць, де одна астрономічна одиниця – це відстань між Землею та Сонцем. Це достатньо, щоб розповсюдити фотосферу UY Щита на орбіту Юпітера.
UY Щита настільки гігантська і така яскрава, що ви можете побачити її у потужний бінокль у темну ніч. Вона видно вздовж зірок Чумацького Шляху, і зовні виглядає як червона зірка зі слабкою плямою.
Вивчення надгіганта
Влітку 2012 астрономи, за допомогою комплексу Very Large Telescope, розташованого в пустелі Атакама в Чилі, вимірювали параметри трьох червоних надгігантів поблизу області Галактичного центру. Об'єктами вивчення були UY Щита, AH Скорпіона та KW Стрільця.
Вчені визначили, що всі три зірки у 1000 разів більші і більш ніж у 100 тисяч разів яскравіші за Сонце. Також вони зробили відкриття, що UY Щита є найбільшою, найяскравішою з усіх трьох зірок. З радіусу і світності було отримано ефективну температуру — 3665 ± 134 До.
Маса та розміри UY Щита в порівнянні з Сонцем
Точна маса цієї зірки невідома, перш за все тому, що вона не має видимої зірки-супутника, завдяки якій її маса може бути виміряна за допомогою вивчення гравітаційних перешкод. Відповідно до зіркових еволюційних моделей початкова маса зірки (при її формуванні), що відповідає червоній надгігантській стадії, такій як у UY Щита, була б близько 25M☉ (можливо, до 40M☉ для зірки, що не обертається) і постійно згоряла. Імовірно, її нинішня маса становить 7-10 M☉ і продовжує зменшуватись. UY Щита є не тільки найбільшою, але й зіркою, що швидко згорає, з нині відомих науці.
Маса UY Щита трохи більш ніж у 30 разів перевищує масу нашого Сонця, що навіть не наближається до вершини списку найпотужніших зірок. Ця честь належить зірці R136a1, яка у 265 разів перевершує Сонце за масою, але при цьому за радіусом лише у 30 разів перевищує радіус Сонця.
Масовий та фізичний розміри не завжди корелюють для небесних тіл, особливо для гігантських зірок. Таким чином, хоча UY Щита тільки в 30 разів масивніший, ніж Сонце, вона має радіус десь у районі 1700 разів більший за радіус нашого денного світила. Похибка цього виміру становить близько 192 сонячних радіусів.
Чи можливе життя біля UY Scuti
Заселена зона або орбітальна зона з найвищою ймовірністю життя — складна річ, можливість появи якої залежить від кількох факторів. Планета, на якій зародилося життя, не повинна знаходитися надто далеко чи надто близько від зірки. За розрахунками астрономів, зона навколо UY Щита буде складати від 700 до 1300 астрономічних одиниць (АЕ). Це дуже велика відстань. Число в кілометрах просто незбагненно - це близько 149 597 870 700 км. Для порівняння: зона проживання в Сонячній системі знаходиться на відстані від 0,95 до 1,37 АЕ від Сонця.
Якщо жива планета знаходиться на безпечній відстані, скажімо, 923 астрономічні одиниці від UY Щита, рік на ній триватиме 9612 земних років. Це майже 2500 років зими! І 2500 років літа. Тобто зміняться безліч поколінь, які знають лише одну пору року.
UY Щита дійсно може мати планетарну систему в цій зоні, але якщо це станеться, вона не буде дуже довго. Ви, читачу, можете резонно запитати: А чому? Тому що майбутнє у зірки — надто яскраве.
Що чекає на зірку в майбутньому
На основі сучасних моделей еволюції зірок, вчені припускають, що UY Щита почала зливати гелій в оболонку навколо ядра. У міру закінчення гелію зірка почне зливати важчі елементи, такі як літій, вуглець, кисень, неон та кремній. Розташування зірки в глибині Чумацького Шляху говорить про те, що вона багата на метал. Після злиття важких елементів її серцевина почне виробляти залізо, порушуючи баланс тяжкості та радіації, що призведе до появи наднової. Це відбудеться через мільйон років — не дуже довго за астрономічними мірками, а ось людство має час підготуватися до такого феєричного видовища.
Після наднової UY Щита, швидше за все, перетвориться на жовтий гіпергігант, синю змінну зірку або навіть зірку Вольфа-Райє з дуже високою температурою та світністю. В останньому випадку вона «народить» багато нових зірок слідом за своєю надновою.
Неозброєним поглядом людина може побачити на небі до 6 тисяч зірок, якщо враховувати обидві півкулі. Якщо ж брати до уваги найпотужніші і найскладніші телескопи, то за роки досліджень космосу ми знайшли в безодні космосу мільярди світил, серед яких є ті, розміри яких не піддаються уяві.
Ми дивуємося, коли порівнюємо розміри нашої Землі та Сонця, але Всесвіт приховує у собі найвищі великі зірки, які тисячі разів більше за нашу. Займемося нашою улюбленою справою – порівнянням розмірів. За одиницю виміру прийнято брати екваторіальний сонячний радіус.
1. UY Щита
UY Щита - абсолютний рекордсмен за розмірами серед усіх зірок, відомих нам на даний момент. Вона знаходиться на відстані 9500 світлових років від нас. Радіус найбільшої зірки дорівнює 1708 радіусам нашого Сонця, а під час активних пульсацій він сягає 2298 радіусів. Якби цей монстр був у нашій системі, його фотосфера (видимий диск) досягла б орбіти Юпітера.
Поряд з UY Щита Сонце б здавалося навіть не карликом - порошинкою. Ця зірка дуже яскрава, але побачити її неозброєним поглядом не вийде через велику товщу космічного пилу між нами і цим гіпергігантом.
2. NML Лебедя
Ще один червоний гіпергігант, який знаходиться у сузір'ї Лебедя, отримав відповідну назву – NML Лебедя. На фото зіркове скупчення, в якому знаходиться ця надмасивна зірка. Її радіус дорівнює 1650 радіусам нашого Сонця, і вона віддалена від нас на 5300 світлових років.
У порівнянні з UY Щита, NML Лебедя відкрили порівняно недавно – 1965 року. З того часу вченим вдалося навіть проаналізувати склад зірки за допомогою спектрального аналізу. Щодо її розмірів, то добре, що вона так далеко.
3. RW Цефея
Дивлячись на цих гігантів, нескладно і комплекс неповноцінності заробити. Третє місце у нашому списку найбільших зірок дісталося червоному гіпергіганту RW Цефея, розташованому в однойменному сузір'ї. Ця зірка віддалена від нас на 11500 світлових років, і незважаючи на її розміри, побачити її неозброєним поглядом вам навряд чи вдасться. Проте є шанс розглянути цього монстра на нічному небі в аматорський телескоп.
Радіус RW Цефея складає 1636 сонячних у своєму піку пульсації. І вона мчить назустріч нашому Сонцю зі швидкістю 56 км/с. Звучить загрозливо, але за космічними мірками це все одно, що на місці стоїть. Вчені пророкують їй майбутнє у вигляді чергової чорної дірки.
4. WOH G64
Цікаві речі відбуваються там у космосі. Наприклад, четверта за величиною у списку найбільших зірок WOH G64 знаходиться від нас на відстані 163 тисяч світлових років. Слово «величезна» для такої дистанції не означає нічого, однак і про це світило нашим ученим вдалося дізнатися деякі факти, які роблять цю зірку особливою. За останніми дослідженнями, її радіус становить 1540 сонячних, але світність при цьому не дуже висока.
За допомогою потужного телескопа, розташованого в Чилі, з'ясувалося, що навколо зірки WOH G64 знаходиться велике скупчення газу та пилу, які утворюють навколо неї так званий тор (називайте його бубликом).
5. Вестерланд 1-26
Вчені теж позбавлені романтичного мислення, і готові давати своїм відкриттям промовисті назви. Так у скупченні Вестерланд 1 в сузір'ї Жертовника знаходиться ще один червоний надгігант, який називається Вестерланд 1-26. Він віддалений від нашої системи на 11 500 світлових років. Радіус зірки дорівнює 1530 сонячним, а її світність у 380 000 разів сильніша, ніж у Сонця.
Система була відкрита у 1961 році, але творчий запал у вчених закінчився, і вони просто почали називати зірки у тій системі за номерами.
Насправді це питання не таке просте, як здається. Визначати точні розміри зірок дуже складно, це обчислюється на основі безлічі непрямих даних, адже їх диски безпосередньо ми бачити не можемо. Безпосереднє спостереження зоряного диска поки що було проведено лише для деяких великих та близьких надгігантів, а зірок на небі мільйони. Тому визначити, яка найбільша зірка у Всесвіті, не так просто — доводиться спиратися переважно на обчислені дані.
Крім того, у деяких зірок межа між поверхнею та величезною атмосферою дуже розмита, і де закінчується одне, і починається інше, зрозуміти складно. Адже це похибка не на якісь сотні, а на мільйони кілометрів.
Багато зірок не мають чітко визначеного діаметру, вони пульсують, і стають то більше, то менше. І міняти свій діаметр вони можуть дуже значно.
Крім того, наука не стоїть на місці. Проводяться все точніші виміри, уточнюються відстані та інші параметри, і деякі зірки несподівано виявляються набагато цікавішими, ніж здавались. Це стосується й розмірів. Тому розглянемо кілька кандидатів, які належать до найбільших зірок у Всесвіті. Зауважте, що всі вони розташовані не так вже й далеко за космічними мірками, і вони є самими великими зіркамив Галактика.
Червоний гіпергігант, який претендує на звання найбільшої зірки у Всесвіті. На жаль, це не так, але дуже близько. За розміром вона третьому місці.
VV Цефея – тобто подвійна, і гігант у цій системі – компонент А, про нього й йтиметься. Другий компонент – нічим особливим не примітна блакитна зірка, у 8 разів більша за Сонце. А ось червоний гіпергігант – ще й пульсуюча зірка з періодом 150 діб. Її розміри можуть змінюватися від 1050 до 1900 діаметрів Сонця, і на максимумі вона світить у 575 000 разів яскравіше нашого світила!
Ця зірка знаходиться від нас у 5000 світлових років, і при цьому на небі має яскравість у 5.18 m, тобто при чистому небі та гарному зорі її можна знайти, а вже у бінокль взагалі запросто.
UY Щита
Цей червоний гіпергігант теж вражає своїми розмірами. На деяких сайтах згадується, як найбільша зірка у Всесвіті. Належить до напівправильних змінних і пульсує, тому діаметр може змінюватися – від 1708 до 1900 сонячних діаметрів. Тільки уявіть собі зірку, більше нашого Сонця у 1900 разів! Якщо помістити її в центр Сонячна система, то вона всі планети, аж до Юпітера, виявляться усередині неї.
Сонце, Сіріус, Поллукс, Арктур, на тлі UY Щит. Це, мабуть, найбільша зірка у Всесвіті.
У цифрах діаметр цієї однієї з самих великих зіроку космосі – 2.4 мільярди кілометрів, чи 15.9 астрономічних одиниць. Усередині неї могло б розміститися 5 мільярдів Сонців. Світить у 340 000 разів сильніше Сонця, хоча температура поверхні набагато менша – за рахунок більшої її площі.
На піку яскравості UY Щита видно як слабку червону зірку з яскравістю 11.2 m, тобто побачити її можна в невеликий телескоп, а неозброєним оком вона не видно. Справа в тому, що відстань до цієї великої зірки 9500 світлових років – іншу на неї ми взагалі не побачили б. Крім того, між нами знаходяться хмари пилу – якби їх не було, UY Щита була б на нашому небі однією з найяскравіших зірок, незважаючи на величезну відстань до неї.
UY Щита – величезна зірка. Її можна порівняти з попереднім кандидатом – VV Цефеєм. Вони на максимумі приблизно однакові, і навіть незрозуміло, яка з них більша. Однак точно є зірка ще більша!
VY Великого Пса
Діаметр VY, за деякими даними, оцінюється в 1800-2100 сонячних, тобто це явний рекордсмен серед усіх інших червоних гіпергігантів. Якби вона опинилася в центрі Сонячної системи, вона поглинула б усі планети, разом із Сатурном. Попередні кандидати на звання найбільших зірок у Всесвіті теж умістилися б у неї повністю.
Світла досить всього 14.5 секунд, щоб обігнути наше Сонце повністю. Щоб обійти VY Великого Пса, світові довелося летіти 8.5 годин! Якби ви зважилися на такий обліт уздовж поверхні на винищувачі, зі швидкістю 4500 км/год, то така безперервна подорож зайняла б 220 років.
Порівняння розмірів Сонця та VY Великого Пса.
Ця зірка ще викликає багато питань, оскільки точний її розмір встановити складно через розмиту корону, яка має набагато меншу щільність, ніж сонячна. Та й сама зірка має щільність у тисячі разів меншу, ніж щільність повітря, яким ми дихаємо.
Крім того, VY Великого Пса втрачає свою речовину і утворила навколо себе помітну туманність. У цій туманності, можливо, тепер більше речовини, ніж у самій зірці. До того ж вона нестабільна, і в найближчі 100 тисяч років вибухне гіпернова. На щастя, до неї 3900 світлових років, і на Землі цей страшний вибух не загрожує.
Цю зірку можна знайти на небі в бінокль або невеликий телескоп – її яскравість змінюється від 6.5 до 9.6 m.
Яка зірка найбільша у Всесвіті?
Ми розглянули кілька найбільших зірок зірок у Всесвіті, відомих вченим на сьогоднішній день. Розміри їх вражають. Усі вони кандидати на це звання, але дані постійно змінюються – наука не стоїть на місці. За деякими даними, UY Щита теж може «роздмухуватися» до 2200 сонячних діаметрів, тобто ставати навіть більше VY Великого Пса. З іншого боку, з приводу розмірів VY Великого Пса дуже багато розбіжностей. Отже, ці дві зірки – практично рівноцінні кандидати на звання найбільших зірок у Всесвіті.
Яка з них виявиться більшою насправді, покажуть подальші дослідження та уточнення. Поки більшість схиляється на користь UY Щита, і можете сміливо називати цю зірку найбільшою у Всесвіті, спростувати це твердження буде складно.
Звичайно, про весь Всесвіт говорити не надто коректно. Мабуть, це найбільша зірка в нашій галактиці Чумацький Шлях, відома на сьогодні вченим. Але раз ще більших поки не відкрито, вона поки що найбільша і у Всесвіті.
