银河快报

宇宙巨物恐惧症慎入,银河系十大恒星,太阳在它们面前连像素点都算不上

我昨晚躺在阳台上看星星,突然想到一个问题——太阳到底算老几?小时候课本上说太阳是中等个头的恒星,但“中等”这个说法实在太模糊了,于是我就去翻文献,翻完之后整个人都不好了,太阳在银河系里根本不是“中等”,它其实属于偏小的那一拨,银河系里有些恒星,大到能把土星轨道都吞进去。

恒星为什么会变得这么大?

在列名单之前,得先弄清楚一件事:恒星的体积跟质量没有直接关系,你以为胖子一定重?放到恒星身上完全不是这么回事。

恒星的大小取决于两个力量的博弈——核聚变往外推的辐射压,和引力往内拉的收缩力,当一颗恒星进入红超巨星阶段,外层被核心加热后急剧膨胀,体积能暴增几亿倍,但质量可能只有太阳的二三十倍,这也是为什么榜单上很多名字都带着“红超巨星”的标签——它们已经走到生命末期,正在疯狂膨胀,等着变成超新星或者坍缩成黑洞。

好,那我们按体积从小到大……不,我决定直接上大的,从第十名开始。

银河系十大恒星排行榜

排名恒星名称半径(太阳=1)能装下多少个太阳类型
10参宿四约764倍约4.5亿个红超巨星
9心宿二约883倍约6.9亿个红超巨星
8大犬座VY约1420倍约28.6亿个特超巨星
7天鹅座KY约1420-2850倍数据浮动中红超巨星
6仙王座RW约1535倍约36亿个特超巨星
5维斯特卢1-26约1530-2550倍数据浮动中红超巨星
4人马座VX约1560倍约38亿个特超巨星
3天鹅座NML约1640倍约44亿个特超巨星
2大犬座VY(最新测量)约2069倍约88亿个特超巨星
1史蒂文森2-18约2150倍约100亿个特超巨星

注:恒星半径的测量数据会随观测技术进步而变化,不同年份的文献(如《天文学报》《天体物理学杂志》)给出的数值常有调整,这里综合了近年数据,但本质上这些巨星的排名随时可能被改写。

第10名 参宿四——最著名的“即将炸掉”的恒星

参宿四是猎户座右肩那颗发红的星,冬天抬头就能看见,它的半径大约是太阳的764倍,如果把它放在太阳的位置,表面会延伸到火星轨道附近,2019年它突然变暗,全世界的天文爱好者都以为它要炸了,结果只是打了个嗝——喷出一大团尘埃挡住了光,它的脉动周期让它的体积时大时小,你每次看它,它可能都不是同一个尺寸,这让我觉得有点萌。

第9名 心宿二——天蝎座的心脏

夏天晚上在南边天空看到一颗红得发狠的星,那就是心宿二,半径约太阳的883倍,中国古代叫它“大火”,《诗经》里“七月流火”说的就是它,它的物质正在以每秒20公里的速度流失,身后拖着一条长长的星云尾巴,像一个正在融化的红色冰淇淋球,如果它代替太阳,地球连灰都剩不下——直接被吞到它的内部去了。

第8名 大犬座VY——曾经的纪录保持者

这颗星的上榜经历有点曲折,早些年测量说它有太阳半径的1800到2100倍,一度被认为是已知最大恒星,后来更精确的观测把数字调小了,约1420倍,但它的物质流失极其剧烈,周围包裹着浓厚的尘埃壳层,就像一个重度雾霾城市,从外面看不清里面到底多大,所以不同团队测出来的结果能差几百个太阳半径,这在科学上是正常的,不是谁在造假。

第7名 天鹅座KY

这颗星在天鹅座方向,距离我们大约5000光年,它的半径估计在1420到2850倍太阳半径之间,数据跨度大得离谱,原因很简单:它太远了,而且是个脉动变星,测量它的直径就像隔着一百米去量一个在不断吹气和放气的气球的精确尺寸,它可能比现在榜单第一还大,也可能只是个“普通”的超巨星,这在目前的观测条件下我们是真的不确定

第6名 仙王座RW

半径约太阳的1535倍,这颗星比较低调,不在大众视野里,但在变星研究领域很有名,它的光变周期稳定,是测量宇宙距离的重要“标准烛光”之一,它表面温度只有约3500开尔文,比太阳凉快多了,所以颜色偏深红,放在太阳位置的话,它的表面会越过木星轨道,把整个小行星带都裹进肚子里。

第5名 维斯特卢1-26

这个名字有点技术味,因为它所在的星团叫“维斯特卢1”——银河系里质量最大的年轻星团之一,这颗恒星的半径在1530到2550倍太阳半径之间浮动,有意思的是,它周围还有一个非常致密的射电星云,说明它正在猛烈抛射外层物质,它的质量流失速度是太阳的十亿倍以上,每过一秒钟,它都把相当于几十座珠穆朗玛峰质量的物质喷进太空。

第4名 人马座VX

半径约1560倍太阳半径,这颗星在银河系中心方向,是另一颗脉动幅度惊人的特超巨星,它的半径在最大和最小之间能相差好几百个太阳半径,天文物理学家盯着它就像盯着一颗随时会炸的压力锅,它的脉动周期大约732天,每两年膨胀收缩一次,把外层物质一波波往外推。

第3名 天鹅座NML

半径约1640倍太阳半径,它是一颗富氧型红超巨星,质量流失率高得吓人,每秒向外喷出约2×10⁻⁴个太阳质量的物质——看起来很小?一年下来它流失的物质是太阳质量的六千多倍,它周围形成了一个巨大的水分子脉泽源,天文学家通过射电波段能看到一团缓慢膨胀的水蒸气壳层,像一个在宇宙里蒸桑拿的巨型蒸汽球

第2名 大犬座VY(修正后)

等等,大犬座VY在第8名已经出现过一次了,怎么又跑到第2名来了?因为近年有些测量团队重新修正了它的距离和角直径参数,认为它可能比之前估计的大得多,上限达到2069倍太阳半径,这个争议很大,有人认可有人不认可,我把两个数据都放进来了,正好让你感受一下真实的科学工作是什么样的——没有绝对权威,只有不断逼近真相的过程

第1名 史蒂文森2-18——目前公认的银河系最大恒星

半径约2150倍太阳半径,如果把它放在太阳系的中心,它的表面会超出土星轨道,光从它的一头走到另一头需要将近三小时,而在太阳上只需要不到五秒,它的体积大约是太阳的100亿倍,100亿这个数字大到我们的大脑其实没办法真正想象——你就试着想一下:100亿个太阳塞在一起,而它只是其中一颗恒星,银河系里还有一千多亿颗。

这颗恒星属于疏散星团史蒂文森2,距离我们大约20000光年,它也是一颗特超巨星,正处于生命末期,表面温度大约3200开尔文,比一盏白炽灯泡的灯丝还凉,它最终会以超新星的形式结束生命——到时候,它在几个月里发出的能量将超过它一生中烧掉的能量的总和,如果那时候地球还能接收到它的光,白天可能会多出一个月亮。

榜单之外的一点闲话

写这份榜单的时候我一直提醒自己:这些数字随时会变,天文学家换个观测设备、改进一下模型,排名就可能重新洗牌,大犬座VY的起起伏伏就是最好的例子,恒星也不是规矩的球体,它们的边缘是模糊的,像一团正在散开的烟,半径”这个概念本身就很暧昧——你量的是光球的半径,还是尘埃壳层的内缘?不同定义给出不同答案。

太阳在它们面前确实渺小,但渺小不等于不重要,这些巨无霸恒星普遍活不过几千万年,而太阳稳稳当当地烧了46亿年,还能再烧50亿年。活得久比长得大更是一种本事,这点恒星和人生倒是有点相通。

想想也挺有意思的——组成你身体的碳元素、氧元素、铁元素,很可能就是在远古时期某颗红超巨星爆炸时抛洒出来的,这些庞然大物死掉之后,它们的灰烬成了我们。我们抬头看的每一颗红色巨星,或许都是未来某个行星系里生命的原材料工厂,这么一想,宇宙就没那么冰冷了。

宇宙巨物恐惧症慎入,银河系十大恒星,太阳在它们面前连像素点都算不上

关键词: