Сравнение размеров звезд
Самая известная нам звезда, вокруг которой вращаются планеты, сможет уместить территориально 109 Земель, ориентируясь на параметры, составляя 99,87% массы всей Солнечной системы, но есть во Вселенной объекты, превосходящие наше светило, поэтому сравнение размеров звезд может дать совсем неожиданный результат.
Размеры звезд в сравнении с Солнцем
Из известных науке объектов Солнце занимает четвертое место касательно яркости. Его масса составляет 333 тыс. наших планет. Преимущественное большинство явлений, открытых во Вселенной, имеют вес от 0,08 до 50 солнечных. К самым изученным объектам относятся белые карлики и красные гиганты, причем последние могут весить в несколько дестяков раз больше, но быть совершенно маленькими по размеру, что достигается за счет повышенной плотности состава вещества. Проанализируем размеры Солнца в сравнении с другими звездами. Информация получена путем сравнения их массы и размера относительно Солнца.
- Сириус. Самая яркая точка небосвода и одновременно самая близкая к нам. Состоит из двух так называемых компонентов – А + Б. Площадь первого умещает два светила, второй чуть меньше него.
- Поллукс. Относится к созвездию Близнецов. Является одним из гигантов, так как её вес больше в 1,7 раз, радиус – 8,8.
- Арктур. Относится к Волопасу. Ярчайшее небесное тело северного полушария. Весит как полтора Солнца, но учитывая окружность, можно вписать целых 26.
- Ригель. Располагается экваториально. Сверхгигантом называется не зря, ведь он диаметрально крупнее в 68 раз, при этом весит как 17 светил.
- Альдебран. Звезда Тельца. Масса являет собой 2,5 Солнца, радиус – 38 светил.
- Антарес. Созвездие Скорпиона. Красный сверхгигант. По весу выдержит 15-18 наших главных звезд, а вот окружностей впишется аж 700. Легкость плюс гигантские габариты свидетельствуют о его низкой плотности.
- Бетельгейзе. Как предыдущий экземпляр, превосходит своего сородича существенно (18-19 раз), диаметрально — 1000.
- ВВ Цефея. Красный гигант второй по габаритам относительно нашей галактики. Превышает светило до 25-40 раз по весу и 1600-1900 по радиусу.
Сравнение размеров планет. Источник: Пикабу.
Становится ясным, что среди небесных предметов существует огромное количество небесных тел, являющихся настоящими исполинами. Можно посмотреть размеры звезд в сравнении на видео ниже , убедившись в бесконечности космоса.
Источник
Размеры звезд
Хотя Солнце кажется нам огромным, но в общем звездном потоке считается средним. Бывают крупнее экземпляры, а иногда встречаются и совсем крошечные. Давайте же более подробно разберем вопрос о размерах звезд.
Самые маленькие звездные небесные тела – красные карлики. Они достигают половины солнечной массы, хотя встречаются и с показателем в 7.5%. Это минимальная отметка, при которой возможен ядерный синтез в ядре. Если же массы не хватает, то получаем коричневые карлики. На нижней схеме можно детально рассмотреть сравнение размеров планет Солнечной системы с Солнцем и другими крупными звездами (Сириус, Арктур, Альдебаран, Бетельгейзе, Мю Цефея).
Сравнительный размер некоторых звезд и планет
Среди красных карликов стоит вспомнить ближайшего к нам – Проксима Центавра, достигающий 12% солнечной массы и 14% его размера (немного крупнее Юпитера).
Сегодняшний диаметр Солнца составляет 1.4 миллиона км. Но в конце существования звезда трансформируется в красного гиганта и увеличится в 300 раз, поглощая ближайшие планеты. Еще более крупной звездой выступает Ригель (голубой сверхгигант), превышающий солнечную массу в 17 раз (производит в 66000 раз больше энергии) и в 62 раза крупнее.
Хотите еще больший размер звезды? Легко! Как насчет красного сверхгиганта Бетельгейзе, который в 20 раз больше солнечной массы и завершает жизненный цикл. Есть предположение, что звезда взорвется как сверхновая в ближайшую тысячу лет.
Самой большой звездой стала VY Большого Пса. Красный сверхгигант в 1800 раз превышает размер Солнца. Если бы она встала на позицию нашей звезды в Солнечной системе, то легко достигла бы Сатурна.
Источник
Сравнение размеров крупнейших известных звёзд с нашим Солнцем
• VV Цефея. Эта звезда, находящаяся на расстоянии около 5000 световых лет от Земли, является третьей по размеру в нашей галактике — Млечный Путь. Её радиус приблизительно равен 1050-1900 радиусам Солнца.
• V354 Цефея, также расположенная в галактике Млечный Путь, находится в 9000 световых лет от Земли. Её радиус равен ≈ 1,06 млрд км — это приблизительно в 1520 раз больше радиуса Солнца.
• KW Стрельца — это красный сверхгигант, расположенный в созвездии Стрельца на расстоянии примерно в 10 000 световых лет от Солнца. Радиус звезды составляет 1460 солнечных.
• Пистолет является одной из ярчайших звёзд в нашей галактике. За 20 секунд звезда Пистолет испускает столько же света, сколько Солнце излучает за год. Она расположена вблизи галактического центра, поэтому расстояние до неё составляет целых 25 000 световых лет.
• Антарес — это красный сверхгигант и ярчайшая звезда в созвездии Скорпиона, которая находится в 600 световых лет от Солнца. Её диаметр в 400 раз больше, чем солнечный. Если бы Антарес находился на месте Солнца, он выходил бы за орбиту Марса, а короной коснулся бы Юпитера.
• Бетельгейзе — это яркая звезда, находящаяся в созвездии Ориона. Расстояние до звезды составляет, по разным оценкам, 613-880 световых лет.
• Альдебаран — это одна из ярчайших звёзд на ночном небе. Альдебаран находится в созвездии Тельца на расстоянии ≈ 65,1 световых лет от Земли. Радиус звезды равен около 38 диаметров Солнца.
• Ригель находится на расстоянии примерно 860 световых лет от Солнца. Светимость этой звезды примерно в 130 000 раз выше солнечной, что делает её одной из самых мощных звёзд в Галактике.
• Арктур, находящийся в созвездии Волопаса, удалён от Земли на расстояние 36,7 светового года, что довольно близко по космическим масштабам. Радиус этой звезды равен ≈25,7 радиуса Солнца.
• Поллукс, расположенный на расстоянии около 34 световых лет от Солнца, является самой яркой звездой в созвездии Близнецов. Эта звезда почти в девять раз больше Солнца.
• Сириус A и B — одни из ближайших звёзд к Солнцу, расстояние до них составляет 8,6 светового года. Радиус Сириуса А составляет 1 190 000 километров (экваториальный радиус Солнца — 696 392 километров).
Источник
Подборка самых больших звёзд во Вселенной!
Когда пытаешься представить разницу между Землёй или космическими объектами – планетами-гигантами и огромными звёздами, то становится, порой, не по себе от этих головокружительных масштабов. В этой статье посмотрим, кто на самом деле является супер-звёздами!
10 место – Полярная звезда
Пожалуй, нет такого человека, который никогда бы о ней не слышал, поэтому данную подборку хотелось бы начать именно с неё. Полярная звезда является ярчайшей и ближайшей к Земле пульсирующей переменной звездой типа дельта Цефея с периодом 3,97 дня. На самом деле Полярная звезда – это не одна звезда, как многие считают: она представляет собой тройную звёздную систему.
В центре этой системы располагается сверхгигант Полярная А, превосходящий наше Солнце по яркости в 2000 раз и по массе в 6,4—6,7 раза. Её радиус равен 47—50 радиусам Солнца, возраст — 55—65 млн лет.
Полярная B массой 1,39 массы Солнца находится достаточно далеко от Полярной А (2400 а. е.), поэтому разглядеть её в телескопы нетрудно даже с поверхности Земли.
Полярная P обладает массой 1,26 массы Солнца и располагается к Полярной А настолько близко, что сфотографировать её смог только телескоп «Хаббл» после перенастройки оборудования. Приблизительный период обращения Полярной P вокруг главной звезды в этой «троице» составляет около 30 лет.
Полярная А находится в 447 световых лет от нас вблизи Северного полюса мира. Иногда её называют «ручкой Ковша» Малой Медведицы.
9 место – Альдебаран
Альдебаран (А Тельца) является ярчайшей звездой не только в созвездии Тельца, но и из всех звёзд зодиакальных созвездий. Конечно же, это одна из ярчайших звёзд на ночном небе. Интересно, что имя этой звезде дали арабы: в переводе с арабского слова al-dabarān означает «последователь», так как этот оранжевый гигант движется за Плеядами. Из-за расположения в голове Тельца именовалась «Глаз Тельца». Альдебаран больше нашего Солнца в 44 раза, а светимость превышает солнечную в 150 раз!
От Земли до этой звезды лететь со скоростью света примерно 65 лет. Эта яркая и красивая золотистая звезда уже давно привлекает людей. Сейчас к ней мчится космический аппарат Пионер-10. Путь ему с учётом его скорости предстоит неблизкий, и, если с ним ничего не случится, он достигнет области звезды примерно через 2 миллиона лет.
8 место – Ригель
Бело-голубой сверхгигант Ригель находится в созвездии Ориона на расстоянии 860 световых лет от Солнца. Он имеет примерно в 24 раза больше массы Солнца, а светит в 120 000 ярче и в 80 раз больше нашего родного светила. Название звезды по-арабски переводится как «нога» (имеется в виду нога Ориона). Древние египтяне называли его звездой Осириса – бога возрождения и загробного мира.
Как и Полярная звезда, Ригель – это не одна звезда, а целое семейство, состоящее, предположительно из 4 светил (три там есть точно), но мы говорим именно о главной, ярчайшей.
Ригель излучает бело-голубоватый свет и выбрасывает в пространство каждую секунду около 90 млрд тонн своего вещества. Такая «расточительность», вероятно, не позволит этой звезде дожить до возраста нашего светила (Солнце греет уже 4,5 миллиарда лет). По оценкам ученых, Ригель существует около 10 млн лет и будет светить еще столько же, а затем станет, скорее всего, компактной нейтронной звездой после коллапса, а может быть, чёрной дырой.
7 место — Пистолет
Эта голубая красавица является одной из ярчайших звёзд в нашей галактике. Масса звезды Пистолет составляет 27,5 масс Солнца. Её светимость равна 1,6 миллиона светимостей Солнца. За 20 секунд звезда Пистолет испускает столько же света, сколько Солнце излучает за год. Расстояние до звезды Пистолет составляет 25 000 световых лет и проживает она неподалёку от центра галактики. Но такие звёзды, к сожалению, долго не живут. Говоря простым языком, чем меньше звезда, тем она более «живучая». Сколько же энергии надо истратить, чтобы разогреть такого гиганта! Звёзды, подобные звезде Пистолет, живут всего около 3 миллионов лет. Звёзды по типу нашего Солнца, жёлтые карлики, могут жить около 10 миллиардов лет. Точный возраст звезды Пистолет неизвестен, по оценкам учёных, он составляет примерно 2 миллиона лет, а через 1-2 миллиона лет звезда погибнет.
6 место – Бетельгейзе
Об этой звезде нередко встречаются сообщения о том, что скоро этот красный сверхгигант умрёт. Вспышка сверхновой будет удивительным событием (если это конечно, случится): ведь она станет настолько яркой, что это будет равнозначно яркости полной Луны, однако примерно через несколько месяцев яркость снизится, и мы ничего не увидим. Находится Бетельгейзе примерно в 650 световых лет от нас. Объём Бетельгейзе в 300 миллионов раз больше солнечного, а её светимость превышает солнечную примерно в 100 000 раз!
Источник
Самая большая звезда во Вселенной
С виду неприметная UY Щита
Современная астрофизика в плане звёзд будто заново переживает младенческий период. Наблюдения звёзд дают больше вопросов, чем ответом. Поэтому спрашивая о том, какая звезда является наибольшей во Вселенной, нужно быть сразу готовым к ответным вопросам. Спрашиваете ли вы о самой большой из известных науке звёзд, или о том, какими лимитами ограничивает звезду наука? Как это обычно бывает, в обоих случаях вы не получите однозначного ответа. Самый вероятный кандидат на крупнейшую звезду вполне равноправно делит пальму первенства со своими «соседями». Насчёт того, насколько он может быть меньше настоящей «царь звезды» также остаётся открытым.
Крупнейшая из известных?
Сравнение размеров Солнца и звезды UY Щита. Солнце — почти невидимый пиксель слева от UY Щита.
Сверхгигант UY Щита с некоторой оговоркой можно назвать самой крупной звездой из наблюдаемых в наши дни. Почему «с оговоркой» будет сказано ниже. UY Щита удалён от нас на 9500 световых лет и наблюдается как тусклая переменная звёздочка, различимая в небольшой телескоп. По оценкам астрономов, её радиус превышает 1700 радиусов Солнца, а в период пульсации этот размер может увеличиться до целых 2000.
Получается, помести такую звезду на место Солнца, нынешние орбиты планеты земной группы оказались бы в недрах сверхгиганта, а границы её фотосферы временами упирались бы в орбиту Сатурна . Если представить нашу Землю как гречневую крупицу, а Солнце – арбуз, то диаметр UY Щита будет сопоставим с высотой Останкинской телебашни.
Чтобы облететь такую звезду со скоростью света понадобится целых 7-8 часов. Вспомним, что свет, испущенный Солнцем, доходит до нашей планеты всего за 8 минут. Если лететь с той же скоростью, с какой МКС за полтора часа совершает один оборот вокруг Земли, то полёт вокруг UY Щита продлится почти пять лет. Теперь представим эти масштабы, учитывая, что МКС летит в 20 быстрее пули и в десятки раз – пассажирских авиалайнеров.
Масса и светимость UY Щита
Стоит заметить, что столь чудовищный размер UY Щита совершенно несопоставим с другими её параметрами. Эта звезда «всего лишь» в 7-10 раз массивнее Солнца. Получается, средняя плотность этого сверхгиганта почти в миллион раз ниже плотности, окружающего нас, воздуха! Для сравнения, плотность Солнца в полтора раза превышает плотность воды, а крупица материи нейтронной звезды и вовсе «весит» миллионы тон. Грубо говоря, усреднённая материя такой звезды по плотности подобна слою атмосферы, расположенного на высоте около ста километров над уровнем моря. Этот слой, также называемый, линией Кармана, являет собой условную границу между земной атмосферой и космосом. Получается, плотность UY Щита лишь немногим не дотягивает до космического вакуума!
Также UY Щита не является самой яркой. Обладая собственной светимостью 340 000 солнечных, он в десятки раз тусклее самых ярких звёзд. Хорошим примером является звезда R136, которая, являясь самой массивной из известных ныне звёзд (265 солнечных масс), ярче Солнца почти в девять миллионов раз. При этом звезда всего лишь в 36 раз больше Солнца. Получается, R136 в 25 раз ярче и примерно во столько же раз массивнее UY Щита, при том, что она в 50 раз меньше исполина.
Физические параметры UY Щита
В целом UY Щита является пульсирующим переменным красным сверхгигантом спектрального класса M4Ia. То есть, на диаграмме спектр-светимости Герцшпрунга-Рассела UY Щита расположена на верхнем правом углу.
UY Щита в сравнении
На данный момент звезда подбирается к конечным этапам своей эволюции. Как и все сверхгиганты, она приступила к активному сжиганию гелия и некоторых других более тяжелых элементов. Согласно современным моделям, через считанные миллионы лет UY Щита будет последовательно превращаться в жёлтого сверхгиганта, затем – в яркую голубую переменную или звезду Вольфа-Райе. Финальным этапам её эволюции будет сверхновый взрыв, в ходе которого звезда сбросит свою оболочку, вероятнее всего оставив после себя нейтронную звезду.
Уже сейчас UY Щита проявляет свою активность в виде полурегулярной переменности с приблизительным периодом пульсации 740 дней. Учитывая то, что звезда может менять свой радиус с 1700 до 2000 радиусов Солнца, скорость её расширения и сжатия сопоставима со скоростью космических кораблей! Потеря её массы составляет внушительную скорость 58 миллионных солнечных масс в год (или 19 земных масс в год). Это почти полторы земные массы в месяц. Так, будучи миллионы лет назад на главной последовательности, UY Щита могла иметь массу от 25 до 40 солнечных.
Великаны среди звёзд
Сравнительные размеры планет и звезд
Возвращаясь к оговорке, сказанной выше, отметим, что первенство UY Щита как самой большой из известных звёзд нельзя назвать однозначным. Дело в том, что астрономы до сих пор не могут с достаточной степенью точности определить расстояние до большинства звёзд, а значит и оценить их размеры. Кроме того, крупные звёзды, как правило, очень нестабильны (вспомним пульсацию UY Щита). Точно также они имеют довольно размытую структуру. Они могут обладать довольно протяженной атмосферой, непрозрачными газопылевыми оболочками, дисками или крупной звездой-компаньоном (пример – VV Цефея, см. ниже). Невозможно точно сказать, где проходит граница таких звёзд. В конце концов, устоявшееся понятие о границе звёзд как радиусе их фотосферы и без того крайне условно.
Поэтому в это число можно включить около десятка звёзд, к которым относится NML Лебедя, VV Цефея А, VY Большого Пса, WOH G64 и некоторые другие. Все эти звёзды расположены в окрестностях нашей галактики (считая его спутники) и во многом схожи друг с другом. Все они являются красными сверхгигантами или гипергигантами (о разнице сверх- и гипер см. ниже). Каждый из них через считанные миллионы, а то и тысячи лет превратится в сверхновую. Также они схожи в своих размерах, лежащих в пределах 1400-2000 солнечных.
VV Цефея A по сравнению с орбитой Юпитера
Каждая из этих звёзд обладает своей особенностью. Так у UY Щита этой особенностью является, оговорённая ранее, переменность. WOH G64 обладает тороидальной газопылевой оболочкой. Крайне интересной является двойная затменно-переменная звезда VV Цефея. Она представляет собой тесную систему двух звёзд, состоящих из красного гипергиганта VV Цефея A и голубой звезды главной последовательности VV Цефея B. Центы этих звёзд расположены друг от друга в каких-то 17-34 астрономических единиц . Учитывая то, что радиус VV Цефея B может достигать 9 а.е. (1900 солнечных радиусов), друг от друга звёзды расположены на «расстоянии вытянутой руки». Их тандем настолько тесен, что целые куски гипергиганта с огромными скоростями перетекают на «малютку-соседа», который меньше его почти в 200 раз.
В поисках лидера
В таких условиях оценка размера звёзд уже проблематична. Как можно говорить о размере звезды, если её атмосфера перетекает в другую звезду, или плавно переходит в газопылевой диск? Это при том, что сама-по себе звезда состоит из очень разряженного газа.
Более того, все крупнейшие звёзды являются крайне нестабильными и короткоживущими. Такие звёзды могут жить считанные миллионы, а то и вовсе сотни тысяч лет. Поэтому, наблюдая гигантскую звезду в другой галактике, можно быть уверенным, что сейчас на её месте пульсирует нейтронная звезда или искривляет пространство черная дыра, окруженная остатками сверхнового взрыва. Будь такая звезда даже в тысячах световых лет от нас нельзя быть полностью уверенным в том, что она до сих существует или осталась тем же исполином.
VY Большого Пса и Солнце
Прибавим к этому несовершенство современных методов определения расстояния до звёзд и ряд не оговоренных проблем. Получается то, что даже среди десятка известных крупнейших звёзд нельзя выделить определённого лидера и расставить их в порядке возрастания размеров. В данном случае UY Щита была приведена как наиболее вероятный кандидат на лидерство среди «большой десятки». Это вовсе не означает, что его лидерство неоспоримо и то, что, к примеру, NML Лебедя или VY Большого Пса не могут быть больше её. Поэтому разные источники на вопрос о наибольшей из известных звёзд могут отвечать по-разному. Это говорит скорее не об их некомпетентности, а о том, что наука не может давать однозначных ответов даже на столь прямые вопросы.
Крупнейшая во Вселенной
Уж если среди открытых звёзд наука не берётся выделить крупнейшую, как можно говорить о том, какая звезда является наибольшей во Вселенной? По оценкам учёных число звёзд даже в границах наблюдаемой Вселенной в десять раз превышает число песчинок на всех пляжах мира. Разумеется, даже взору самых мощных современных телескопов доступно невообразимо меньшая их часть. В поиске «звёздного лидера» не поможет и то, что крупнейшие звёзды могут выделяться своей светимостью. Какой бы их яркость не была, она померкнет при наблюдении далёких галактик. Тем более, как отмечалось ранее, самые яркие звёзды не являются самыми крупными (пример — R136).
Также вспомним о том, что наблюдая крупную звезду в далёкой галактике, мы фактически будем видеть её «призрак». Поэтому найти самую крупную звезду во Вселенной непросто невозможно, её поиски будут просто бессмысленны.
Гипергиганты
Гипергигант VY Большого Пса выбрасывает огромное количество газа во время своей вспышки
Если наибольшую звезду невозможно найти практически, может, стоит её разработать теоретически? Т.е., найти некий предел, после которого существование звезды уже не может быть звездой. Однако даже здесь современная наука сталкивается с проблемой. Современная теоретическая модель эволюции и физики звёзд не объясняют многого из того, что существует фактически и наблюдается в телескопы. Примером тому служат гипергиганты.
Астрономам не раз приходилось поднимать планку предела звёздной массы. Такой предел впервые ввёл в 1924 году английский астрофизик Артур Эддингтон. Получив кубическую зависимость светимости звёзд от их массы. Эддингтон понял, что звезда не может накапливать массу бесконечно. Яркость возрастает быстрее массы, и это рано или поздно приведёт к нарушению гидростатического равновесия. Световое давление нарастающей яркости будет буквально сдувать внешние слои звезды. Предел, рассчитанный Эддингтоном, составлял 65 солнечных масс. В последствие астрофизики уточняли его расчёты, добавляя в них неучтённые компоненты и применяя мощные компьютеры. Так современный теоретический предел массы звезд составляет 150 солнечных масс. Теперь вспомним о том, что масса R136a1 составляет 265 солнечных масс, это почти в два раза выше теоретического предела!
R136a1 в представлении художника
R136a1 является самой массивной из известных ныне звёзд. Кроме неё значительными массами обладает ещё несколько звёзд, число которых в нашей галактике можно пересчитать по пальцам. Такие звёзды назвали гипергигантами. Заметим, что R136a1 значительно меньше звёзд, которые, казалось бы, должны быть ниже её по классу – к примеру, сверхгиганта UY Щита. Всё потому что гипергигантами называет не самые крупные, а именно самые массивные звёзды. Для таких звёзд создали отдельный класс на диаграмме спектр-светимости (O), расположенных выше класса сверхгигантов (Ia). Точной начальной планки массы гипергиганта не установлено, но, как правило, их масса превышает 100 солнечных. Ни одна из крупнейших звёзд «большой десятки» не дотягивает до этих пределов.
Теоретический тупик
Современная наука не может объяснить природу существования звёзд, масса которых превышает 150 солнечных. Отсюда вытекает вопрос, как можно определить теоретический предел размера звёзд, если радиус звезды, в отличие от массы, сам по себе является расплывчатым понятием.
Примем во внимание то, что точно не известно, что представляли собой звёзды первого поколения, и какими они будут в ходе дальнейшей эволюции Вселенной. Изменения состава, металличности звёзд может повлечь радикальные перемены в их структуре. Астрофизиком только предстоит осмыслить те сюрпризы, которые преподнесут им дальнейшие наблюдения и теоретические изыскания. Вполне возможно, что UY Щита может оказаться настоящей крохой на фоне гипотетической «царь-звезды», которая где-нибудь светит или будет светить в самых далёких уголках нашей Вселенной.
Источник