盾牌座UY到底在不在银河系里?这事儿其实挺有意思的
前两天晚上我躺在阳台看星星,突然脑子里冒出一个问题——那些号称宇宙最大恒星的家伙,到底都待在哪儿呢?比如盾牌座UY这颗有名的巨无霸,它是在我们银河系里面,还是跑到别的星系去了?说出来有点丢人,我也算是天文爱好者了,但一时半会儿还真不确定答案,后来花了一整个晚上翻资料、看星表,总算搞清楚了,而且还发现关于这颗星的一些说法,网上传得有点离谱。
先说结论吧,省得你着急:盾牌座UY当然在银河系里,而且离咱们其实不算太远。如果银河系是个大操场,它不是隔壁班的同学,而是我们班自己人,就坐在第三排靠窗那个位置,不过呢,它也不是离我们最近的大个子——这事儿后面再聊。
先认识一下盾牌座UY,到底是个什么存在
盾牌座UY,英文名UY Scuti,是一颗红超巨星,红超巨星是什么概念呢?就是恒星走到生命末期,外层膨胀得巨大无比的那种状态,你可以想象一个气球被人不停吹气,越吹越大,表面温度也降下来了,颜色变得红红的,盾牌座UY就处在这么一个阶段,它已经老了,内部核聚变烧到了晚期,把自己的外层给“吹”得特别夸张。
关于它的个头,数据说出来能让人吓一跳,根据2013年智利甚大望远镜干涉仪(VLTI)的测量,盾牌座UY的半径大约是太阳的1708倍,这是个什么概念?如果我们把太阳换成盾牌座UY放在太阳的位置上,它的表面会吞没水星、金星、地球、火星,甚至可能直接推到木星轨道附近。
我试着把这个数字形象化一点,假如你把太阳缩小成一个直径1米的瑜伽球放在客厅里,那么按比例,盾牌座UY就是一个直径超过1.7公里的超级热气球,能把你们整个小区都罩进去,你站在它“表面”往外走一圈?不可能的,走一辈子也走不完,光是通过它的直径就要花掉将近两个小时三十七分钟——这是假设你能以音速飞行的情况下。
顺带一说,网上有很多文章说盾牌座UY的半径是太阳的1708倍,这个数据来自于2013年VLTI的观测,算是比较权威的一次测量,不过在这之前,有些估算更是动不动就给出1900倍甚至更高的数字,其实超巨星的距离和大小本来就难测准,它们的外层又大又模糊,边界不清晰,就像一个棉花糖,你很难说清楚边缘到底在哪儿。
那它到底在银河系的什么位置
我们来定位一下,盾牌座UY在天球上的坐标是赤经18时27分36.53秒,赤纬-12度27分58.9秒,属于盾牌座方向,你如果在北半球夏天仰望夜空,天鹰座那颗亮闪闪的牛郎星旁边不远处,就是盾牌座的地盘,可惜盾牌座本身没什么亮星,在城市里肉眼根本看不见,你得去暗一些的地方才行。
从距离上说,根据盖亚卫星(Gaia)的数据,盾牌座UY离我们大约9500光年,银河系的直径大概是10万到18万光年,我们太阳系所在的位置距离银心大约2.6万光年,换句话说,盾牌座UY和我们一样,都在银河系的盘面上,而且在猎户臂附近晃悠,跟太阳算是同一个旋臂结构的“老乡”,它不是河外星系的天体,实打实是银河系自己的居民。
有时候会有人搞混,觉得这么大的恒星会不会其实是别的星系里的东西,这个误会可能来自于几个方面:一来,“Universal”(宇宙)和“Galactic”(银河系的)这两个概念在一些科普翻译中被混用;二来,早年一些文章为了制造反差效果,故意用“这是宇宙中已知最大恒星之一”这样的表述,慢慢地就让没细看上下文的人误以为它不在我们星系里。
其实你稍微想一下就明白了——如果盾牌座UY跑到别的星系去,比如仙女座星系距离我们250万光年,以我们目前的观测能力,根本不可能把它作为一颗单独的恒星测出大小,更别说在可见光波段分辨它了,我们现在能从一张照片里认出盾牌座UY,本身就说明它距离足够近。
其他几个大个子,也都在银河系里
聊到这儿顺便说一句,目前已知的半径比较大的恒星,几乎全在银河系内,以及邻近的大小麦哲伦云里。这也没啥好奇怪的,远了根本测不准,比如大麦哲伦云里的WOH G64,距离大约16万光年,算是极少数能被勉强分辨出大小的河外星系恒星。
给你列个表格吧,看起来直观——
| 恒星名称 | 类型 | 大约半径(太阳=1) | 所属星系 | 距地球大致距离 |
| 史蒂文森2-18 | 红超巨星 | ~2150 | 银河系 | 约20000光年 |
| 盾牌座UY | 红超巨星 | ~1708 | 银河系 | 约9500光年 |
| WOH G64 | 红超巨星 | ~1540 | 大麦哲伦云 | 约163000光年 |
| 大犬座VY | 红超巨星 | ~1420 | 银河系 | 约3900光年 |
你看,目前冠军热门候选史蒂文森2-18,也是在银河系里,只不过比盾牌座UY离我们更远些,所以银河系虽然只是宇宙里一个不起眼的旋涡星系,却确确实实拥有好几颗人类已知的“恒星巨兽”。
那盾牌座UY到底算不算“最大”?
这问题现在问出来其实有点尴尬,因为2013年之后的几年里,盾牌座UY确实被广泛宣传为“已知最大恒星”,但随着观测精度提高,加上又发现了好几颗体积更大的红超巨星,它的“最大”头衔就慢慢被拿掉了。
而且这里有一个很容易被忽略的细节:体积最大不代表质量最大,盾牌座UY的半径虽然大得离谱,但它的质量只是太阳的7到10倍左右,这说明它的密度极低,外层物质跟实验室里的真空差不了多少,要说真正的“重量级选手”,还得看那些沃尔夫-拉叶星和超大质量恒星,比如手枪星、R136a1之类的,质量能超太阳200倍以上,但体积反而没有红超巨星这么夸张。
我蛮喜欢用这么一个比喻:红超巨星像是发好的面团,占了整个案板,可是一按就瘪,看着吓人但没多重,而大质量主序星就像是一粒钢珠,个头小但沉得要命,宇宙里最迷人的地方就在这儿——大和无畏不完全是一回事。
知道它在银河系里,又能怎样呢
盾牌座UY这样的红超巨星迟早都要走向终结,最后以超新星的形式把自己炸掉,它现在虽然膨胀成了庞然大物,但内核已经快撑不住了,只不过这个“快”是从天文学尺度上说的——可能还有几十万年,也可能一两百万年,对于它自己来说那是转瞬即逝,对于我们人类来说,足够我们慢慢研究很多代了。
有时候我会想,9500光年之外有这么一颗正在熊熊燃烧、随时可能死去的恒星,而它发出的光要跑将近一万年才到我的眼睛里,我正在看的其实是它一万年前的样子,那时候地球上最后一批猛犸象刚灭绝不久,人类还在打磨新石器时代的工具,一颗恒星垂死膨胀的光芒跨越时空,安静地落在今天一个阳台上的普通人的视网膜上,这事情本身就挺让人恍惚的。
所以是的,盾牌座UY确实在银河系内,它不是什么河外星系的神秘巨物,而是我们星系这个大家庭里一个老态龙钟、呼吸沉重的大家伙,它和我们相隔近万光年,一个在猎户臂这边,一个在那个方向上更靠里一点,下次你在夏夜抬头望向牛郎星附近的时候,就算肉眼看不到它,心里也能指一指——那儿有个曾经被人叫做宇宙最大恒星的家伙,正用它最后的力量发光,等着有一天痛快地炸开。