大犬座VY

大犬座VY（VY Canis Majoris，VY CMa）是一顆位於大犬座的紅色特超巨星，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。

VY Canis Majoris

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
距离大约3900 ly
(大约1200 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]。

發現與恆星性質

大犬座VY首次觀測紀錄是1801年3月7日法國天文學家傑羅姆·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]。

距離量測

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NGC2362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1.14+0.11
−0.09千秒差距[16]。使用 VLBI 搭配 SiO 邁射量到的距離則是 1.20+0.13
−0.10 千秒差距[6]。 蓋亞任務可以讓我們獲得更精確的資料。

體積
從左到右分別是相當於一個畫素大小的太阳、手槍星、黃特超巨星仙后座ρ、参宿四和大犬座VY
太陽系行星與其他知名恆星的比較，包含大犬座VY


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及盾牌座UY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，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7×1015個地球[17]或平均體積為1.05×1037立方公尺。

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]。

光度

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4.3×105 L☉[9][19]。

争议
大犬座VY爆發時噴出大量氣體[20]。

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。

預期壽命

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。

參見

參考資料
  1. . SIMBAD, Centre de Données astronomiques de Strasbourg. [March 7, 2009]. （原始内容存档于2016-07-16）.
  2. . General Catalogue of Variable Stars @ Sternberg Astronomical Institute, Moscow, Russia. [2010-11-24]. （原始内容存档于2019-02-21）.
  3. . CASU Astronomical Data Centre. Cambridge Astronomical Survey Unit. 2006 [March 10, 2009]. （原始内容存档于2012年7月4日）.
  4. Lipscy, S. J.; Jura, M.; Reid, M. J. . The Astrophysical Journal (The American Astronomical Society). June 10, 2005, 626 (1): 439–445. Bibcode:2005ApJ...626..439L. arXiv:astro-ph/0502586. doi:10.1086/429900.
  5. Monnier, J. D.; Geballe, T. R.; Danchi, W. C. . The Astrophysical Journal (American Astronomical Society). August 1, 1998, 502 (2): 833–846. Bibcode:1998ApJ...502..833M. arXiv:astro-ph/9803027. doi:10.1086/305945.
  6. Zhang, B.; Reid, M. J.; Menten, K. M.; Zheng, X. W. . The Astrophysical Journal. January 2012, 744 (1): 23 [14 Sep 2011 (v1)]. Bibcode:2012ApJ...744...23Z. arXiv:1109.3036. doi:10.1088/0004-637X/744/1/23.
  7. Wittkowski, M.; Langer, N.; Weigelt, G. . Astronomy and Astrophysics (European Southern Observatory). October 27, 1998, 340: 39–42.
  8. Monnier, J. D.; Danchi, W. C.; Hale, D. S.; Lipman, E. A.; Tuthill, P. G.; Townes, C. H. . The Astrophysical Journal (The American Astronomical Society). November 10, 2000, 543 (2): 861–867. Bibcode:2000ApJ...543..861M. arXiv:astro-ph/0007393. doi:10.1086/317126.
  9. Humphreys, Roberta. . . October 13, 2006. arXiv:astro-ph/0610433.
  10. Monnier, J. D.; Tuthill, P. G.; Lopez, B.; Cruzalebes, P.; Danchi, W. C.; Haniff, C. A. . The Astrophysical Journal (American Astronomical Society). February 10, 1999, 512 (1): 351–361. Bibcode:1999ApJ...512..351M. arXiv:astro-ph/9810024. doi:10.1086/306761.
  11. Lada, Charles J.; Reid, Mark J. . The Astrophysical Journal (American Astronomical Society). January 1, 1978, 219: 95–104. Bibcode:1978ApJ...219...95L. doi:10.1086/155758.
  12. Massey, Philip; Levesque, Emily M.; Plez, Bertrand. . The Astrophysical Journal. August 1, 2006, 646 (2): 1203–1208. Bibcode:2006ApJ...646.1203M. arXiv:astro-ph/0604253. doi:10.1086/505025.
  13. Robinson, L. J. . Commission 27 of the I. A. U., Information Bulletin on Variable Stars (Konkoly Observatory, Budapest). December 7, 1971, (599).
  14. Pogge, Richard W. . Astronomy 162: Introduction to Stars, Galaxies and the Universe. Ohio State University. October 31, 2006 [March 20, 2009]. （原始内容存档于1999-09-01）.
  15. Lada, C. J.; Reid, M. . Bulletin of the American Astronomical Society (American Astronomical Society). March 1976, 8: 322.
  16. Choi, Y. K.; Hirota, Tomoya; Honma, Mareki; Kobayashi, Hideyuki; Bushimata, Takeshi; Imai, Hiroshi; Iwadate, Kenzaburo; Jike, Takaaki; Kameno, Seiji; Kameya, O.; Kamohara, R.; Kan-Ya, Y.; Kawaguchi, N.; Kijima, M.; Kim, M. K.; Kuji, S.; Kurayama, T.; Manabe, S.; Maruyama, K.; Matsui, M.; Matsumoto, N.; Miyaji, T.; Nagayama, T.; Nakagawa, A.; Nakamura, K.; Oh, C. S.; Omodaka, T.; Oyama, T.; Sakai, S.; 等. . Publications of the Astronomical Society of Japan (Publications Astronomical Society of Japan). 2008, 60 (5): 1007. Bibcode:2008PASJ...60.1007C. arXiv:0808.0641. doi:10.1093/pasj/60.5.1007.
  17. 假設大犬座VY半徑9.58天文單位時，體積為1.23×1037 m3；地球的體積是1.08×1021 m3，兩者比例是1.14×1016或11.4千兆
  19. . ESA Herschel. [2011-11-15]. （原始内容存档于2011-08-29）.
  20. . [2012-03-25]. （原始内容存档于2016-12-21）.
  21. . [2011-06-14]. （原始内容存档于2001-02-26）.

延伸閱讀


外部連結
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