银河系的重量级选手,给星星们排个座次
前些天晚上带孩子看星星,小家伙突然问我:“爸爸,天上最大的星星是哪一颗?”我愣了一下,第一反应想说太阳,但马上意识到——太阳在银河系里根本排不上号,这个问题其实挺有意思,咱们不妨一起聊聊银河系里那些真正的“大块头”,按个头排个名次。
为什么要给星星排大小?
说实话,这事儿比想象的复杂多了,星星不像苹果,拿个尺子就能量,天文学家测量恒星直径,主要靠干涉测量法或者根据光度和温度推算,误差动辄百分之十几,而且很多恒星是变星,大小会周期性变化,就像一颗跳动的心脏,所以这个排行榜更像是“目前已知的佼佼者”,而不是一成不变的铁律。
银河系恒星体积排行榜
咱们从“小”往大了说,这里的“小”是相对而言——榜单上的每一颗,都能轻松装下几百万个太阳。
| 排名 | 恒星名称 | 类型 | 半径(太阳=1) | 能装下多少个太阳 |
| 5 | 参宿四(Betelgeuse) | 红超巨星 | 约764 | 约4.5亿个 |
| 4 | 天鹅座KY | 红超巨星 | 约1420 | 约28.6亿个 |
| 3 | 维斯特卢1-26 | 红超巨星 | 约1530 | 约35.8亿个 |
| 2 | 史蒂芬森2-18 | 红特超巨星 | 约2150 | 约99.4亿个 |
| 1 | 盾牌座UY | 红超巨星 | 约1708 | 约49.8亿个 |
注:数据综合自《天文学与天体物理学》期刊近年研究及欧洲南方天文台甚大望远镜干涉测量结果,盾牌座UY的最新测量数据被大幅下调,所以按体积算,史蒂芬森2-18目前很可能才是真正的第一名。
第五名:参宿四——猎户座右肩上的“定时炸弹”
冬天抬头看猎户座,左上角那颗发红的就是参宿四,它离咱们只有640光年左右,是榜单里最近的一颗,这颗星特别任性,亮度忽明忽暗,2019年底到2020年初,它突然变暗了三分之二,天文学家一度以为它要炸了,结果是它喷出了一大团尘埃挡住了光线,如果把它放在太阳的位置,木星轨道以内的所有行星全被吞进去。
第四名:天鹅座KY——5千光年外的低调巨兽
这颗星在大众领域几乎没什么名气,但在天文圈可是老熟人,它位于天鹅座方向,距离约5000光年,半径差不多是太阳的1420倍,属于典型的晚期红超巨星,外层大气稀薄得跟实验室里的真空差不多,有意思的是,它的质量其实只有太阳的25倍左右,但因为走到了生命末期,外壳剧烈膨胀才变得这么大。
第三名:维斯特卢1-26——星团里的庞然大物
这颗星藏在维斯特卢1超星团里,周围挤着几十万颗恒星,离我们大约11500光年,它被浓密的尘埃云包裹着,观测起来特别费劲,天文学家主要靠射电波段和红外观测才估出它的尺寸,半径大约是太阳的1530倍,想想看,它的邻居们抬头看到的是怎样一副景象——天空被这颗红色巨兽占去好大一片。
并列第一(或者说真正的第一?):史蒂芬森2-18
这颗星的名字听起来像某个实验室编号,实际上它所在的史蒂芬森2疏散星团就是天文学家查尔斯·布鲁斯·史蒂芬森发现的,它的半径估计达到太阳的2150倍,如果放在太阳系中心,能吞掉土星的轨道。按体积算,它可能比盾牌座UY还大,能塞进将近100亿个太阳,不过它的距离实在太远了——大约20000光年,加上周围尘埃遮挡,很多数据还有争议。
前冠军:盾牌座UY——被“降级”的网红巨星
几年前你搜“宇宙最大恒星”,铺天盖地都是盾牌座UY的名字,它曾经被认为半径达到太阳的1708倍以上,稳坐第一把交椅,但2018年盖亚卫星的高精度测距数据出来后,它的距离被大幅修正,半径也跟着缩水,现在学界更倾向于把它排在史蒂芬森2-18之后,不过它依然是银河系里你能找出来的个头最大的恒星之一,位于盾牌座方向,距离约9500光年。
看着大,其实特别“虚”
聊完榜单,有个事儿特别反直觉,必须说道说道,这些红超巨星虽然体积大到离谱,但密度低得吓人,它们的外层大气密度只有地球海平面空气密度的十亿分之一甚至更低,打个不太严谨的比方,这些星就像一团团发着红光的温热烟雾飘在宇宙里,参宿四的平均密度大概是水的百万分之一量级,所以你看,宇宙里的“大”和咱们日常理解的“瓷实”完全是两码事。
那太阳算什么水平?
把太阳放进这个榜单里比较,简直就是拿一粒芝麻跟一个大西瓜比,太阳的直径约139万公里,半径算作1个太阳半径,史蒂芬森2-18的半径是2150个太阳半径,也就是大约15亿公里,光从太阳中心走到表面只需要2秒多,而走完史蒂芬森2-18的半径要将近一个半小时。太阳在银河系里算中等偏小的恒星,比它大的比比皆是。
不过话说回来,太阳的个头虽然不起眼,质量却相当扎实,那些红超巨星大多是虚胖,质量往往只有太阳的十几倍到几十倍,而且太阳正值壮年,稳稳当当燃烧了46亿年,还能再烧差不多同样长的时间,那些巨星们呢,几百万年到几千万年的寿命,在宇宙尺度上就是眨个眼的功夫。
孩子后来又问,最大的星星能不能看见,我只能遗憾地告诉他,榜单里肉眼能看到的只有参宿四,其他的要么太远,要么被尘埃挡着,不过每次看到参宿四那抹红光,知道它是一个能把八亿个太阳塞进肚子里的家伙,心里还是会生出一种奇妙的感觉——宇宙比我们想象的更不可思议,而我们抬头就能看到它的一部分。