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银河系里的巨无霸,前十名最大恒星,大到让你怀疑人生

今天咱们聊点“大”的,不是你家楼价,也不是上司的脾气,而是真正物理意义上的大——银河系里体积前十名的恒星,注意我说的是体积,不是质量,很多人一听说“大恒星”,脑子里蹦出来的都是那些死沉死沉的蓝巨星,但论个头,它们在一群红超巨星面前根本排不上号。

咱们得先建立一个概念:怎么量一颗星星的大小?天文学家一般用太阳半径作单位,一颗恒星的半径等于我们太阳半径的多少倍,就是我们说的“多大”,太阳的半径约69.6万公里,光绕太阳赤道一圈也就4秒多,而接下来要出场的这些家伙,光绕着它们走一圈得花好几个小时——坐飞机得飞好几天,你先感受一下这个尺度。

银河系前十名最大恒星榜单

声明一下:恒星大小排名是一直在动态更新的,因为观测精度在提升,测量本身也有误差范围,下面这份榜单基于目前已发表的较可靠数据整理,包含一些会让人下巴脱臼的数字。

排名 恒星名称 类型 半径(太阳半径) 位置/所在星座
1 史蒂文森2-18 红超巨星 约2150 盾牌座方向(星团Stephenson 2)
2 WOH G64 红超巨星 约1540 大麦哲伦星系(银河系卫星星系)
3 维斯特卢1-26 红超巨星 约1530 天坛座(星团维斯特卢1)
4 仙王座V354 红超巨星 约1520 仙王座
5 仙女座RW 红超巨星 约1500 仙后座
6 射手座VX 红超巨星 约1480 人马座
7 大犬座VY 红超巨星 约1420 大犬座
8 天蝎座AH 红超巨星 约1410 天蝎座
9 猎户座UY 红超巨星 约1400 猎户座
10 天鹅座KY 红超巨星 约1300+ 天鹅座

注:部分数据来源包括Levesque等(2005)、Wittkowski等(2012)、Ohnaka等(2013)的观测研究,半径数值存在一定不确定性,不同方法测得结果有浮动。

如果你站在“第一名”家门口

史蒂文森2-18,这个名字听起来像某个十八线足球运动员的号码,但实际上它是目前已知银河系里体积最大的恒星,半径是太阳的2150倍,什么概念?

如果你把太阳换成它,它的表面会直接吞没土星的轨道,土星啊!地球?早就灰飞烟灭了,光从这恒星的一端走到另一端,需要将近5个小时,而我们太阳的光,从这头到那头只需要4秒多,你站在它“表面”——虽然这表面只是极度稀薄的气体外壳——抬头看,满天都是红色的雾,因为你正置身于一个快把自己吹散的超巨星大气层里。

银河系里的巨无霸,前十名最大恒星,大到让你怀疑人生

不过它活得很“虚”,这类红超巨星外层的密度低到令人发指,比地球上实验室能制造的真空还要稀薄,打个比方,它就像一个巨型的红色棉花糖,看着吓人,其实一阵强点的恒星风就能把自己刮掉一层皮,实际上它确实在疯狂地往外抛射物质,正在走向超新星爆发的结局。

排行榜老熟人:猎户座UY和大犬座VY

如果你前些年关注过这类科普,可能对猎户座UY有印象——它曾经霸占榜首好一阵子,当时测得它的半径在1700倍太阳半径左右,被称为“已知最大恒星”,后来更精确的观测把数值修正到了1400倍左右,就把王座让给了史蒂文森2-18,科学就是这样,新数据出来,旧记录就得挪窝。

大犬座VY也是类似情况,它一度被认为是“恒星尺寸的天花板”,现在虽然排到了第七左右,但它在天文学界的地位特殊,它离我们算近的,大约3900光年,所以观测资料特别丰富,哈勃望远镜拍过它的照片,能看到周围被自己喷出来的物质包裹着,像一颗正在发脾气的红色炸弹。

银河系里的巨无霸,前十名最大恒星,大到让你怀疑人生

为什么都是红超巨星?

你可能注意到了,榜单上清一色的“红超巨星”,没有蓝巨星,没有白矮星,没有中子星,原因其实很简单:

  • 质量太大的恒星会把自己压得很紧。中子星质量比太阳大,但直径才十几公里,跟榜单这些巨兽没法比。
  • 红超巨星是恒星晚期的膨胀阶段。核心的氢烧得差不多了,外壳在辐射压和外层对流的作用下剧烈膨胀,体积暴增但表面温度降下来,所以又大又红又冷(表面温度只有3000多度,太阳是5500度左右)。
  • 它们正在死亡。这个阶段在天文学尺度上非常短暂——可能也就几百万年,之后就轰的一下炸成超新星,核心坍缩成黑洞或者中子星。

所以你现在看到的这份榜单,其实是一份“临终关怀名单”,这些恒星都已经走到生命尽头,正在宇宙的ICU里靠最后的核聚变维持自己“虚胖”的体型。

边界在哪?其实它自己都不知道

测量这些恒星的大小有个很棘手的难题:它们根本没有清晰的“表面”,太阳这样的恒星好歹有个光球层,能定义一个明确的边界,但红超巨星的外层是逐渐过渡到星际空间的,密度从稀薄到更稀薄,到稀薄得跟星际介质分不清你我,所以天文学家得规定一个“光学深度达到多少”的位置算作它的半径,不同波段、不同模型算出来的结果能差几百个太阳半径。

这也是为什么排行榜会变来变去,你今天看到某颗星排第一,过两年可能就掉到第三了——不是它缩了,是我们量得更准了,或者换了一把更精确的“尺子”。

我觉得这特别有意思,我们在地球上吃点东西还得用秤称一下,人家那边连自己多大都不确定,一个测量误差就抵得上几百个太阳系,宇宙就是这种地方,让你觉得自己渺小得恰到好处——既不用背负天体的重量,又能用脑子去理解它们。

有时候晚上抬头看天,知道在银河系的某个角落里,有那么一群正在走向终点的红色巨兽,膨胀到能吞下整个太阳系内圈,却又稀薄得像一缕宇宙青烟,想到这儿,就觉得那些日常烦心事都变得有点轻了,毕竟,连太阳都有退休的那一天,咱们偶尔摸个鱼又算什么呢。

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