盾牌座UY

一顆盾牌座的紅超巨星

盾牌座UY(UY Scuti),是一顆位於盾牌座的紅超巨星,被認為是已知體積最大的恆星之一,半徑可達 1708 ± 192 R⊙,約為 7.94 AU,僅僅略小於土星軌道半徑。

基本介紹


照片中顯示了盾牌座UY周圍有大量恆星 3張
照片中顯示了盾牌座UY周圍有大量恆星
盾牌座 UY 是一顆紅超巨星,其光譜型為 M2-M4Ia-Iab。儘管其體積非常大,但其質量僅僅約為 7 ~ 10 M⊙(約為 3.3 × 10^6 M⊕)。這顆恆星不僅僅在體積方面巨大,亮度也非常高。其亮度約為 3.4 × 10^5 L⊙,是光度最高的恆星之一。盾牌座 UY 也是一顆半規則變星(SRc),其變光周期約為 740 天。
這顆恆星的視星等為 +8.29 ~ +10.56 等,代表人類肉眼無法看到這顆恆星,需要依靠望遠鏡才能看到。
盾牌座 UY 的體積並不能決定它的等級。由於其質量流失速度較低,因此不能被歸為特超巨星。

命名


盾牌座UY最早由德國天文學家在波恩天文台(Bonn Observatory)於1860年發現,並被編入波恩星表(Bonner Durchmusterung),當時他們正在完成對波恩星表中的恆星調查。盾牌座UY也被命名為BD-12°5055,也就是從赤經0h起計算,赤緯12°到13°間的第5055顆恆星。在第二次調查中發現該恆星的亮度略有變化,表明這是一顆新的變星。根據國際變星命名標準,該恆星被稱為盾牌座UY(UY Scuti或UY Sct),表示它是盾牌座被發現的第38個變星。盾牌座UY位於A型恆星盾牌座γ(γ Scuti)以北數度,並且位於鷹狀星雲的東北。

亮度


盾牌座UY是一顆被塵埃籠罩的亮紅超巨星,被歸為半規則變星,光變周期約為740天。恆星光譜分類為M4Ia。雖然該恆星光度非常高,但由於其距離地球極其遙遠並且位於天鵝座大裂縫的隱匿帶內部,其發出的光會被星際塵埃遮擋。從地球上看,它的最亮時在8.29-10.56等之間變化,因此人類肉眼無法看到這顆恆星,需要依靠望遠鏡才能看到。

觀測研究


盾牌座UY 2張
盾牌座UY
2012年夏天,在智利阿塔卡馬沙漠,天文學家使用甚大望遠鏡(VLT)的天文多波束重組器(AMBER)干涉測量儀,測量了銀河盤內深處附近的三顆紅超巨星(盾牌座UY、天蠍座AH和人馬座KW)的參數。他們確定這三顆恆星的直徑都比太陽大1000多倍,光度比太陽高10萬倍以上。這些恆星的大小是用羅瑟蘭半徑計算出來的,該區域的光深度(透明度)為2/3 ,距離則採用了較早期出版物及相關學術期刊的數據。研究發現盾牌座UY是所測的三顆恆星中最大、最亮的一顆,半徑為1708±192 R☉(太陽半徑),即11.88±1.34億千米,7.94±0.89天文單位。盾牌座UY角直徑為5.48±0.1 mas(毫角秒),距離估值為2.9±0.317 千秒差距(約9500±1030光年),這是1970年根據盾牌座UY的光譜模型最初得出的。在有效溫度為3365±134 K的情況下,計算出的光度為340000L☉(太陽亮度),得出的初始質量為25M☉(太陽質量)。如果它是非自轉恆星,質量則可能達到40M☉。

體積


盾牌座 UY 的半徑達到了 1708 R⊙。其規模是如此之大,如果將盾牌座 UY 放在太陽系的中心,它的表面將超過木星軌
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盾牌座UY
道(半徑約為 5.204267 AU,約等於 7.785472 × 10^8 km),並且接近土星軌道(半徑約為 9.5820172 AU,約等於 1.43344937 × 10^9 km)。光環繞這顆恆星的赤道一周需時 6 ~ 7 h,而光環繞太陽赤道一周僅需時 14.5 s。這顆恆星能容納約 4.5 × 10^9 個太陽,即約 2 × 10^16 個地球。
於 2012 年前,大犬座 VY 一直被視為已知體積最大的恆星。當時,明尼蘇達大學教授蘿勃塔 · 韓福瑞(Roberta M. Humphreys)預測大犬座 VY 的半徑大約是 1800 ~ 2100 R⊙。但是,經過改良的測量方式讓天文學家們發現其實際半徑要小得多,約為 1420 ± 120 R⊙。

爭議


作為一顆紅超巨星,盾牌座 UY 擁有非常大的體積、極低的密度和非常不穩定的狀態。這顆恆星會以一個很快的速度
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盾牌座UY
將大量物質噴發進太空,並於其周圍形成雲氣。這顆恆星幾乎完全被這些塵埃和氣體所遮蔽,並且因低密度和高亮度而迅速流失質量,其現況與大多數紅超巨星類似。因為這些塵埃和氣體的透明度並不高,妨礙測量,加上現代科技的限制,天文學家們至今仍未能確認其大小。

演化


目前盾牌座 UY 正處於生命末期,其活動極不穩定。氫元素的耗盡使得它膨脹成了一顆半徑逼近土星軌道的紅超巨星,科學家預計其將在幾千萬年內以超新星爆發壯烈地結束自己的生命。

殞滅


初始質量超過 8 M⊙ 的恆星,將不可避免地在生命末期引發猛烈的超新星爆發。目前盾牌座 UY 正處於極不穩定的紅超巨星階段,科學家預測,在幾百萬到幾千萬年內,這樣一顆龐然大物終究會在引力的作用下崩塌,成為一顆壯麗的超新星。