Большие звезды галактики. Самая большая звезда во вселенной

Наука

Конечно, океаны – необъятны, а горы невероятно высоки. Более того, 7 миллиардов человек, для которых Земля является домом, также невероятно большое количество. Но, живя в этом мире, диаметром 12 742 километра, легко забыть, что это, в сущности, пустяк для такого понятия, как космос. Когда мы смотрим в ночное небо, мы понимаем, что мы – всего лишь песчинка в огромной бесконечной Вселенной. Предлагаем вам узнать о самых крупных объектах космоса, размеры некоторых из них нам сложно себе представить.

1) Юпитер

Самая большая планета Солнечной системы (142 984 километра в диаметре)

Юпитер - самая крупная планета нашей звездной системы. Древние астрономы назвали эту планету в честь отца римских богов Юпитера. Юпитер является пятой планетой от Солнца. Атмосфера планеты состоит на 84 процента из водорода и на 15 процентов из гелия. Все остальное – ацетилен, аммиак, этан, метан, фосфин и водяной пар.

Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли, а диаметр – больше в 11 раз. Масса этого гиганта составляет 70 процентов от массы всех планет Солнечной системы. Объем Юпитера достаточно велик, чтобы вместить в себя 1300 планет, подобных Земле. У Юпитера 63 известных спутника, но большинство из них невероятно мелкие и нечеткие.

2) Солнце

Самый крупный объект Солнечной системы (1 391 980 километров в диаметре)

Наше Солнце является желтой звездой-карликом, это самый крупный объект звездной системы, в которой мы существуем. Солнце содержит 99,8 процентов массы всей этой системы, большую часть остальной массы приходится на Юпитер. В настоящее время Солнце состоит на 70 процентов из водорода и на 28 процентов из гелия, оставшиеся вещества составляют всего 2 процента его массы.

С течением времени водород в ядре Солнца превращается в гелий. Условия в ядре Солнца, которое составляет 25 процентов от его диаметра, экстремальны. Температура составляет 15,6 миллионов Кельвинов, а давление – 250 миллиардов атмосфер. Энергия Солнца достигается за счет реакций ядерного синтеза. Каждую секунду примерно 700 000 000 тонн водорода превращается в 695 000 000 тонн гелия и 5 000 000 тонн энергии в форме гамма лучей.

3) Наша Солнечная система

15*10 12 километров в диаметре

Наша Солнечная система включает всего одну звезду, которая является центральным объектом, и девять основных планет: Меркурий, Венеру, Землю, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон, а также множество спутников, миллионы твердых астероидов и миллиарды ледяных комет.

4) Звезда VY Большого Пса

Самая крупная звезда во Вселенной (3 миллиарда километров в диаметре)

VY Большого Пса – самая крупная из известных звезда и одна из самых ярких звезд на небе. Это красный гипергигант, который располагается в созвездии Большого Пса. Радиус этой звезды больше радиуса нашего Солнца примерно в 1800-2200 раз, ее диаметр составляет примерно 3 миллиарда километров.

Если бы эту звезду поместили в нашу Солнечную систему, она бы закрывала орбиту Сатурна. Некоторые астрономы полагают, что VY на самом деле меньше – примерно в 600 раз превосходит Солнце по размерам, и поэтому достигала бы всего лишь орбиты Марса.

5) Огромные залежи воды

Астрономы обнаружили самые крупные и массивные запасы воды, которые когда-либо были найдены во Вселенной. Гигантское облако, которому около 12 миллиардов лет, содержит в 140 триллионов раз больше воды, чем содержат все океаны Земли вместе взятые.

Облако газообразной воды окружает супермассивную черную дыру, которая расположена на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли. Это открытие показывает, что вода преобладала во Вселенной практически все время ее существования, сказали исследователи.

6) Экстремально крупные и массивные черные дыры

21 миллиард масс Солнца

Супермассивные черные дыры – самые крупные черные дыры галактики, которые по массе составляют сотни, а то и тысячи миллионов масс Солнца. Большинство, а возможно, и все галактики, включая Млечный Путь, по мнению ученых, содержат супермассивные черные дыры в своих центрах.

Один из таких монстров, который по массе в 21 миллион раз превосходит массу Солнца, представляет собой яйцеобразную воронку из звезд галактики NGC 4889, самой яркой галактики в растянутом облаке тысяч галактик. Дыра расположена примерно в 336 миллионах световых лет от нас в созвездии Волосы Вероники. Эта черная дыра настолько огромна, что превосходит в диаметре нашу Солнечную Систему в 12 раз.

7) Млечный Путь

100-120 тысяч световых лет в диаметре

Млечный Путь - пересечённая спиральная галактика, которая содержит 200-400 миллиардов звезд. Вокруг каждой из этих звезд вращается множество планет.

По некоторым подсчетам, 10 миллиардов планет находятся в обитаемой зоне , вращаясь вокруг своих родительских звезд, то есть в зонах, где имеются все условия для зарождения жизни, подобной земной.

8) Эль-Гордо

Самое большое скопление галактик (2*10 15 солнечных масс)

Эль-Гордо расположено на расстоянии более 7 миллиардов световых лет от Земли, поэтому то, что мы сегодня наблюдаем, это всего лишь ранняя ее стадия. Согласно исследователям, которые занимались этим галактическим скоплением, оно является самым крупным, самым горячим и выделяет больше всего излучения, чем любое другое известное скопление на этом же расстоянии, либо дальше.

Центральная галактика в центре Эль-Гордо невероятно яркая и имеет необычное голубое свечение. Авторы исследований предполагают, что эта экстремальная галактика является результатом столкновения и слияния двух галактик.

С помощью космического телескопа "Спитцер" и оптических изображений ученые оценили, что 1 процент общей массы скопления составляют звезды, а остальное - это горячий газ, который наполняет космическое пространство между звездами. Такое соотношение звезд к газу подобно соотношению и в других массивных скоплениях.

9) Наша Вселенная

Размер – 156 миллиардов световых лет

Конечно, точные размеры Вселенной никто никогда не мог назвать, но, по некоторым оценкам, ее диаметр составляет 1,5*10 24 километров. Нам вообще сложно представить, что где-то есть конец, потому что Вселенная включает невероятно гигантские объекты:

Диаметр Земли: 1,27*10 4 км

Диаметр Солнца: 1,39*10 6 км

Солнечная система: 2,99*10 10 км или 0,0032 св. л.

Расстояние от Солнца до ближайшей звезды: 4,5 св. л.

Млечный путь: 1,51*10 18 км или 160,000 св. л.

Местная группа галактик: 3,1*10 19 км или 6,5 миллиона св. л.

Местное суперскопление: 1,2*10 21 км или 130 миллионов св. л.

10) Мультиленная

Можно попытаться представить себе не одну, а множество Вселенных, которые существуют в одно и то же время. Мультиленная (или Множественная Вселенная) – это допустимое скопление многих возможных Вселенных, включая нашу собственную, которые все вместе заключают все, что существует или может существовать: целостность космоса, времени, материального вещества и энергии, а также физические законы и константы, которые все это описывают.

Однако существование других Вселенных, помимо нашей, не доказано, поэтому весьма вероятно, что наша Вселенная – единственная в своем роде.

Моя шестилетняя дочь - это машина по задаванию вопросов. Пару дней назад мы ехали на машине из школы, и она расспрашивала меня о природе . Одним из её вопросов был, "Какая звезда самая большая во Вселенной ?" Я дал простой ответ. "Вселенная - это большое место", сказал я, "и нет никакого способа, которым мы сможем узнать, какая звезда самая большая ". Но это не настоящий ответ.

Радиус и масса Солнца:

Когда речь идёт о размерах звёзд, важно сначала взглянуть на наше для чувства масштаба. Наша звезда имеет диаметр 1,4 миллиона километров. Это такое огромное число, что трудно получить представление о масштабе. Кстати, на Солнце приходится 99,9% всей материи в нашей . Фактически, вы могли бы уместить миллион внутри объёма Солнца.

Используя эти значения, астрономы создали понятия "солнечный радиус" и "солнечная масса", которые они используют для сравнения звёзд большего или меньшего размера и массы с нашим Солнцем. Солнечный радиус равен 690 000 км, а солнечная масса равна 2 х 10 30 кг. Это 2 нониллиона килограмм, или 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg.

Иллюстрация спектральной диаграммы Моргана-Кинана, показывающая различие между звёздами главной последовательности. Предоставлено: Wikipedia Commons.

Также стоит учесть тот факт, что наше Солнце довольно маленькое, это звезда G-класса главной последовательности (в частности, G2V звезда), которая широко известна как и находится с меньшей стороны диаграммы размеров (смотрите выше). Хотя Солнце определённо больше наиболее распространённых звёзд М-класса, или красных карликов, оно само по себе карликовое (не каламбур!) по сравнению с голубыми гигантами и другими спектральными классами звёзд.

Классификация:

Звёзды группируются на основе их характеристик, таких как спектральный класс (т.е. цвет), температура, размер и яркость. Наиболее распространённый метод классификации называется система Моргана-Кинана (МК), которая классифицирует звёзды в зависимости от температуры, используя буквы O, B, A, F, G, K и M, где O - самые горячие звёзды, а М - самые холодные. Каждый буквенный класс подразделяется на цифровые подклассы от 0 (самая горячая) до 9 (самая холодная). То есть самые горячие звёзды - это О1, а самые холодные звёзды - это М9.

В системе Моргана-Кинана класс светимости добавляется с помощью римских цифр. Это делается на основе определённой ширины линий поглощения в спектре звезды, которые меняются в зависимости от плотности атмосферы, что отличает звёзды-гиганты от карликов. Светимость имеет классы 0 и I применительно к гипер- и сверхгигантам; классы II, III и IV применительно к ярким, нормальным гигантам и субгигантам соотвественно; класс V для звёзд главной последовательности; а классы VI и VII применяются к субкарликам и карликам.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, показывающая связь между цветом звезды, светимостью и температурой. Предоставлено: astronomy.starrynight.com.

Существует также диаграмма Герцшпрунга-Рассела, касающаяся звёздной классификации по абсолютной звёздной величине (т.е. истинный блеск), светимости и температуре поверхности. Та же самая классификация используется для спектральных типов, начиная с голубого и белого цвета на одном конце до красного на другом, которая затем объединяет звёзды по абсолютной звёздной величине, размещая их на двумерном графике (смотрите выше).

В среднем, звёзды О-класса горячее звёзд других классов, достигая эффективных температур до 30 000 Кельвин. В то же самое время они крупнее и массивнее, достигая размеров более 6,5 солнечных радиусов и до 16 солнечных масс. На нижнем конце диаграммы звезды К- и М-классов (оранжевые и красные карлики), как правило, холоднее с температурами от 2400 до 5700 Кельвин, что составляет 0,7 - 0,96 от и где-то 0,08 - 0,8 от солнечной массы.

Основываясь на полной классификации нашего Солнца (G2V), мы можем сказать, что это звезда главной последовательности с температурой около 5800 Кельвин. Теперь рассмотрим другую знаменитую звездную систему в нашей галактике - Эта Киля (Eta Carinae) - систему, содержащую, по меньшей мере, две звезды, расположенные на расстоянии 7500 световых лет от нас в направлении созвездия Киля. Главная звезда этой системы, по оценкам, в 250 раз больше Солнца, имеет массу минимум 120 солнечных масс и в миллион раз ярче Солнца, что делает её одной из самых больших и ярких звёзд , когда-либо наблюдаемых.

Эта Киля, одна из самых массивных известных звёзд, расположенная в созвездии Киль. Предоставлено: NASA.

В настоящее время идут дебаты по поводу размера этой звезды. Большинство звёзд испускают звёздный ветер (то же самое, что и ), со временем теряя массу. Но Эта Киля настолько большая, что сбрасывает массу в 500 раз больше ежегодно. При такой потере массы астрономам трудно точно измерить, где кончается звезда, и начинается звёздный ветер. Кроме того, учёные полагают, что Эта Киля взорвётся в не столько отдалённом будущем, и это будет самой зрелищной , которую когда-либо видели люди.

С точки зрения чистой массы, первое место достаётся звезде R136a1 , расположенной в на расстоянии 163000 световых лет от нас. Считается, что эта звезда может содержать 315 солнечных масс, что представляет собой загадку для астрономов, так как они полагают, что звёзды могут содержать максимум только 150 солнечных масс. Ответ кроется в том, что звезда R136a1 образовалась, по всей вероятности, когда вместе слились несколько массивных звёзд. Излишне говорить, что R136a1 в любой день может взорваться как .

С точки зрения крупных звёзд, хорошим (и популярным) примером служит Бетельгейзе . Расположенная в плече Ориона, этот известный сверхгигант имеет радиус примерно 950-1200 солнечных радиусов, при таком радиусе Солнце поглотило бы в нашей Солнечной Системе. Фактически, всякий раз, когда мы хотим поставить размер нашего Солнца в перспективу, для этого мы часто используем Бетельгейзе (смотрите ниже).

Тем не менее, даже после того, как мы используем этот неуклюжий красный гигант для сравнения Солнца с крупными звёздами, всё ещё остаются звезды крупнее. Рассмотрим звезду WOH G64 , красный сверхгигант, расположенный в Большом Магеллановом Облаке, приблизительно в 168 000 световых лет от Земли. Имея диаметр в 1540 солнечных радиуса, в настоящее время эта звезда является самой большой звездой, известной нам во Вселенной .

Но есть также RW Цефея , оранжевый гипергигант в созвездии Цефея, расположенный в 3500 световых годах от Земли и имеющий размеры 1535 солнечных радиуса в диаметре. Звезда Вэстерланд 1-26 (Westerlund 1-26) необычайно велика, это красный сверхгигант (или гипергигант), расположенный в звёздном сверхскоплении Westerlund 1 на расстоянии 11500 световых лет от нас и имеющий размеры 1530 солнечных радиусов в диаметре. Между тем, звезды V354 Цефея и VX Стрельца тоже имеют огромные размеры в 1520 солнечных радиусов в диаметре.

Самая большая звезда UY Щита (UY Scuti)

Звание самая большая звезда во Вселенной (о которых мы знаем) сводится к двум претендентам. Например, UY Щита в настоящее время в верхней части списка, расположенная на расстоянии 9500 световых лет от нас в созвездии Щит, это яркий красный сверхгигант и пульсирующая переменная звезда имеют средний радиус 1708 солнечных радиусов - или 2,4 миллиарда километров (15,9 а.е.), тем самым придавая ей объём в 5 миллионов объёмов Солнца.

Однако эта средняя оценка включает погрешность ±192 солнечных радиуса, что значит, радиус этой звезды может быть как 1900, так и 1516 солнечных радиуса. Нижняя граница размещает её наравне с V354 Цефея и VX Стрельца . Между тем вторая по размеру звезда в списке возможных самых крупных звёзд - это NML Лебедя (NML Cygni) , полуправильная переменная звезда красный гипергигант, расположенная в созвездии Лебедь на расстоянии 5300 световых лет от Земли.

Увеличенное изображение красного гиганта UY Щита. Предоставлено: Rutherford Observatory/Haktarfone.

Из-за расположения этой звезды в , она сильно затеняется пылью. В результате, по подсчётам астрономов, её размер может составлять от 1642 до 2775 солнечных радиусов, что значит, она могла бы стать самой большой звездой, известной во Вселенной (с запасом около 1000 солнечных радиусов), или в действительности торой по величине, не отставая от UY Щита .

Всего лишь несколько лет назад звание самой большой звезды носила VY Большого Пса (VY Canis Majoris), красный гипергигант в созвездии Большой Пёс, расположенная в 5000 световых годах от Земли. Ещё в 2006 году профессор Роберта Хэмфри из Университета Миннесоты вычислила верхнюю границу её размера в 1540 больше Солнца. Её средняя масса, тем не менее, составила 1420 солнечных масс, что ставит её на 8 место позади V354 Цефея и VX Стрельца.

Выше были перечислены самые большие звёзды , о которых нам известно, но в скорее всего есть десятки звёзд побольше, скрытые пылью и газом, так что мы их не видим. Но даже если мы не сможем обнаружить эти звёзды, можно поразмышлять над их вероятными размером и массой. Так насколько же большими могут быть звёзды ? Ещё раз повторюсь, профессор Роберта Хэмфри из Миннесоты дала ответ.

Сравнение размеров Солнца и VY Большого Пса, звезды, которая когда-то носила звание самой большой известной звезды во Вселенной . Предоставлено: Wikipedia Commons/Oona Räisänen.

Как она объяснила в своей статье, крупнейшие звёзды во Вселенной - самые холодные. Поэтому, хотя Эта Киля является самой яркой звездой, о которой мы знаем, она чрезвычайно горячая (25 000 Кельвин) и поэтому в диаметре всего 250 солнечных радиусов. Самые крупные звёзды , напротив, будут холодными сверхгигантами. Как в случае VY Большого Пса , который имеет температуру 3500 Кельвин, и действительно большая звезда будет ещё холоднее.

При 3000 Кельвин, по оценкам Хэмфри, холодный сверхгигант был бы размером в 2600 раз больше Солнца. Это ниже верхнего предела оценок для NML Лебедя , но выше средних оценок как для NML Лебедя , так и для UY Щита . Следовательно, это верхний предел звезды (по крайней мере, теоретически и основываясь на всей информации, которую мы имеем на сегодняшний день).

Но поскольку мы продолжаем всматриваться во Вселенную всеми нашими телескопами и изучаем её с помощью автоматических космических аппаратов и пилотируемых миссий, вы обязательно найдёте новые удивительные вещи, которые будут поражать нас дальше!

И обязательно посмотрите эту удивительную анимацию ниже, которая показывает размеры различных объектов в космосе, начиная с крошечных и заканчивая звездой UY Щита . Наслаждайтесь!

Название прочитанной вами статьи "Какая звезда самая большая во Вселенной?" .

10

10 место - AH Скорпиона

Десятую строчку самых крупных звезд в нашей Вселенной занимает красный супергигант, находящийся в созвездии Скорпиона. Экваториальный радиус этой звезды равен 1287 - 1535 радиусов нашего Солнца. Расположена примерно в 12 000 световых лет от Земли.

9

9 место - KY Лебедя

Девятое место занимает звезда, находящаяся в созвездии Лебедь на расстоянии примерно 5 тысяч световых лет от Земли. Экваториальный радиус этой звезды равен 1420 солнечных радиусов. Однако его масса превышает массу Солнца всего в 25 раз. Светит KY Лебедя примерно в миллион раз ярче Солнца.

8

8 место - VV Цефея А

VV Цефея - затменная двойная звезда типа Алголя в созвездии Цефей, которая находится на расстоянии около 5000 световых лет от Земли. В Галактике Млечный Путь она вторая самая крупная звезда (после VY Большого пса). Экваториальный радиус этой звезды равен 1050 - 1900 солнечных радиусов.

7

7 место - VY Большого пса

Крупнейшая звезда в нашей Галактике. Радиус звезды лежит в диапазоне 1300 - 1540 радиусов Солнца. Для того, чтобы облететь звезду по кругу, свету потребовалось бы 8 часов. Как показали исследования, звезда является неустойчивой. Астрономы предсказывают, что VY Большого Пса взорвётся как гиперновая в ближайшие 100 тысяч лет. Теоретически, взрыв гиперновой вызовет гамма-всплески, которые могут повредить содержимое локальной части Вселенной, уничтожая любую клеточную жизнь в радиусе нескольких световых лет, однако, гипергигант расположен недостаточно близко к Земле, чтобы представлять угрозу (примерно 4 тысячи световых лет).

6

6 место - VX Стрельца

Гигантская пульсирующая переменная звезда. Её объем, а также температура периодически меняются. По данным астрономов, экваториальный радиус этой звезды равен 1520 радиусов Солнца. Своё имя звезда получила по названию созвездия, в котором она находится. Проявления звезды из-за её пульсации напоминают биоритмы человеческого сердца.

5

5 место - Вэстерланд 1-26

Пятую строчку занимает красный сверхгигант, радиус этой звезды лежит в диапазоне 1520 - 1540 солнечных радиусов. Находится она в 11 500 световых лет от Земли. Если бы Вэстерланд 1-26 находилась в центре Солнечной системы, её фотосфера охватила бы орбиту Юпитера. Например, типичная протяжённость фотосферы по глубине для Солнца составляет 300 км.

4

4 место - WOH G64

WOH G64 - красный сверхгигант, находящийся в созвездии Золотой Рыбы. Расположена в соседней галактике Большое Магелланово Облако. Расстояние до Солнечной системы составляет примерно 163 000 световых лет. Радиус звезды лежит в диапазоне 1540 - 1730 солнечных радиусов. Звезда завершит своё существование и станет сверхновой через несколько тысяч или десятков тысяч лет.

3

3 место - RW Цефея

Бронза достается звезде RW Цефея. Красный супергигант находится на расстоянии 2739 световых лет от нас. Экваториальный радиус этой звезды равен 1636 солнечных радиусов.

2

2 место - NML Лебедя

Вторую строчку крупнейших звезд Вселенной занимает красный гипергигант в созвездии Лебедь. Радиус звезды примерно равен 1650 солнечных радиусов. Расстояние до нее оценивается примерно в 5300 световых лет. В составе звезды астрономы обнаружили такие вещества, как вода, монооксид углерода, сульфид водорода, окись серы.

1

1 место - UY Щита

Самая крупная звезда в нашей Вселенной на данный момент - гипергигант в созвездии Щита. Находится на расстоянии 9500 световых лет от Солнца. Экваториальный радиус звезды равен 1708 радиусов нашего Солнца. Светимость звезды приблизительно в 120 000 раз больше светимости Солнца в видимой части спектра, яркость была бы гораздо выше, если бы не было большого скопления газа и пыли вокруг звезды.