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大犬座VY(VY Canis Majoris,VY CMa)是一顆位於大犬座的紅超巨星或紅特超巨星,距離地球3900光年,視星等7.95。據推測,其質量約為30~40倍太陽質量,半徑約有1,420倍太陽半徑。大犬座VY不僅巨大,光度也有太陽的50萬倍之多,是光度最高的恆星之一,因此也被歸為特超巨星。它和其他大部分出現在聯星或多重星系統中的特超巨星不同的是,它是單一恆星。大犬座VY同時也是變光週期約2000日的半規則變星。平均密度是5到10mg/m3。
太陽與大犬座VY大小比較 | |
觀測資料 曆元 J2000 | |
---|---|
星座 | 大犬座 |
星官 | |
赤經 | 07h 22m 58.33s[1] |
赤緯 | −25° 46′ 03.17″[1] |
視星等(V) | 6.5 to 9.6[2] 7.9607[3] |
特性 | |
光谱分类 | M3[1]-M5e Ia[4] |
B−V 色指数 | 2.24[1] |
变星类型 | 半規則變星[5] |
天体测定 | |
徑向速度 (Rv) | 49 ± 10[1] km/s |
自行 (μ) | 赤经:9.84[1] mas/yr 赤纬:0.75[1] mas/yr |
视差 (π) | 0.83 ± 0.1[6] mas |
距离 | approx. 3,900 ly (approx. 1,200 pc) |
詳細資料 | |
質量 | ~30[7]-40[8] M☉ |
半徑 | ~1400左右[9] R☉ |
亮度 | ~450,000[10][11] L☉ |
溫度 | ~3000[11] K |
其他命名 | |
如果將大犬座VY放在太陽系中心,它的表面位置將會在土星軌道之外;不過也有天文學家認為該恆星半徑應是小得多,大約600倍的太陽半徑,在火星軌道之外[12]。
大犬座VY首次觀測紀錄是1801年3月7日法國天文學家熱羅姆·拉朗德將它以一顆視星等7等恆星記錄在他的星表中。之後在19世紀研究其光度時認為他的星等在1850年開始下降[13]。
自1847年開始已知大犬座VY是一顆深紅色恆星[13]。19世紀的觀測發現大犬座VY有至少六個明亮的分離區域,因此認為它可能是一個多重星。今日我們知道這些明亮區域其實是大犬座VY周圍雲氣的明亮部分。1957年的光學觀測和1998年的高解析度觀測都確認大犬座VY沒有伴星[7][13]。
大犬座VY是一顆高光度的M型恆星,表面有效溫度約3000K,在赫羅圖位於右上角,因此它成為超巨星的過程被認為是相當複雜。而它可能原本是O型主序星[11],質量是30到40M☉[7]。
恆星距離可以使用地球繞太陽公轉時產生的視差量測。但是大犬座VY的視差過小,且誤差過大而無法使用此法[14]。
1976年查爾斯·拉達(Charles J. Lada)和馬克·里德(Mark J. Reid)在大犬座VY東方15角分處發現一個分子雲。該分子雲的邊緣有一個明亮的環,在環處有明顯的一氧化碳譜線強度大幅下降,且 12
CO 譜線強度上升狀況被觀測到,這兩個狀況可能分別代表分子的破壞和環與分子雲之間有加熱現象。拉達和里德假設分子雲和地球的距離與疏散星團NGC 2362和地球的距離相同,因此星團中的恆星將環中的分子電離了。NGC 2362和地球的距離以顏色-星等圖判定是1500 ± 500秒差距[11]。
大犬座VY位於環的一角,因此它可能和分子雲有關聯。此外,分子雲的速度非常接近大犬座VY的徑向速度。這近一步顯示大犬座VY和分子雲以及星團NGC 2362相關,這意味著大犬座VY的距離也是1500秒差距[15]。
大型無線電望遠鏡陣列使用VLBI測量方法,可以更精確的測量視差。使用 VLBI 搭配水邁射可以觀測到大犬座VY距離我們+0.11
−0.09千秒差距 1.14[16]。使用 VLBI 搭配SiO邁射量到的距離則是+0.13
−0.10千秒差距 1.20[6]。 蓋亞任務可以讓我們獲得更精確的資料。
1. 水星 < 火星 < 金星 < 地球
2. 地球 < 海王星 < 天王星 < 土星 < 木星
3. 木星 < 沃夫359 < 太陽 < 天狼星
4. 天狼星 < 北河三 < 大角星 < 畢宿五
5. 畢宿五 < 參宿七 < 心宿二 < 參宿四
6. 參宿四 < 造父四 < 仙王座VV <大犬座VY
7. 大犬座VY < 盾牌座UY
備註:上述第7點的大犬座VY及大小比較說明: 科學家現今已經發現一顆比大犬座VY更大的恆星,它就是盾牌座UY,這顆恆星是位於盾牌座裡的紅色超巨星,是至今人類已知體積最大的恆星,但目前盾牌座UY已被這個頭銜屬於史蒂文森2-18超越過往被視為體積最大恆星的大犬座VY。
明尼蘇達大學教授蘿勃塔·韓福瑞(Roberta M. Humphreys)預測大犬座VY CMa 的直徑大約是1800到2100太陽半徑[9]。如果將大犬座VY放在太陽系中心,它的直徑將超過土星軌道(約9天文單位)。假設它的半徑是太陽的2100倍,光繞行它一周的時間要8.5小時,而光繞行太陽一周時間為14.5秒。而它的體積相當於×1015個地球 7[17]或平均體積為×1037立方公尺。
1.05
如果地球是一個直徑1公分球體,太陽是距離117公尺之外直徑109公分的球體,照以上比例換算大犬座VY預測最大直徑大約是2.3公里。根據最近甚大望遠鏡的觀測結果顯示其直徑大約是1,420± 120倍太陽半徑[18]。
2006年蘿勃塔·韓福瑞以大犬座VY的光譜能量分布距離計算它的光度。因為大多數輻射都被恆星周圍雲氣中的塵埃阻擋,韓福瑞的積分計算中把通過整個雲氣的總輻射計算進去,結果是它的光度為×105 L☉ 4.3[9][19]。
天文学界对大犬座VY的大小有很大的争议,一种观点认为,这颗星是一个巨大明亮的红色特超巨星[9]。而另一种观点认为,它只是一个普通的红超巨星,直径只有太阳的600倍[12]。
除了體積以外,大犬座VY的光度也是爭議論點。韓福瑞認為可見光測光是不夠的,因為恆星周圍的塵埃會使可見光波長變長而變成紅外線[9]。
大犬座VY也出現了如何界定這類巨大恆星「表面」(以及半徑)的問題。它的平均密度是0.000005到0.000010 kg/m3,少於地球海平面大氣密度千分之一。因為恆星密度會隨深度變化(進行核融合的核心密度必須極高),因此恆星表面的密度比經由恆星質量和體積計算出的密度(質量除以體積,球體體積是 4/3 * pi * r3,pi 是圓周率,r 是半徑)甚至是地球高層大氣的密度要低。這代表了在技術上確定恆星半徑的兩難狀況。例如像蟹狀星雲這樣的超新星遗迹就有一個極高密度的「核心」(中子星)和周圍廣達11光年的「大氣層」;而太陽的半徑界定從未將日冕計算進去。這裡更大的問題是太陽的日冕溫度和密度都比大犬座VY的「表面」來得高。而至今尚未建立一個恆星噴發層是否屬於恆星半徑範圍的分界線。
大犬座VY目前的狀態非常不穩定,並且將相當大量的物質噴發進入周圍的雲氣。天文學家以哈伯太空望遠鏡觀測後預測它將會在之後10萬年內以極超新星結束生命[21]。
理論上極超新星會產生伽玛射线暴,會使星系中部分區域受到破壞,並毀滅附近數光年內的生命;不過目前地球附近並沒有距離近到足以造成威脅的特超巨星。
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