Den här artikeln publicerades ursprungligen 2008, men har uppdaterats flera gånger nu för att hålla reda på vår avancerade kunskap om kosmos!
Min sexåriga dotter är en fråga-maskin. Vi körde hem från skolan för ett par dagar sedan, och hon grillade mig om universums natur. En av hennes synpunkter var, 'Vad är den största stjärnan i universum'? Jag hade ett enkelt svar. 'Universum är en stor plats,' sa jag, 'och det finns inget sätt att vi kan veta vad den största stjärnan är.' Men det är inget riktigt svar.
Så hon förfinade frågan. 'Vilken är den största stjärnan vi känner till?' Naturligtvis satt jag fast i bilen, och utan tillgång till internet. Men när jag väl kom hem och kunde göra en del efterforskningar, lärde jag mig svaret och tänkte dela det med er andra. Men för att kunna svara fullt ut måste lite grundläggande bakgrundsinformation täckas först. Redo?
Solens radie och massa:
När man talar om storleken på stjärnor är det viktigt att först ta en titt på vår egen sol för att få en känsla av skala. Vår välbekanta stjärna är mäktiga 1,4 miljoner km i diameter (870 000 miles). Det är ett så stort antal att det är svårt att få en känsla av skala. På tal om det så står solen också för 99,9 % av all materia i vårt solsystem. Faktum är att du kan få plats med en miljon planeter jordar inuti solen.
Med hjälp av dessa värden har astronomer skapat termerna 'solradie' och 'solmassa', som de använder för att jämföra stjärnor av större eller mindre storlek och massa med vår egen. En solradie är 690 000 km (432 000 miles) och 1 solmassa är 2 x 1030kilogram (4,3 x 1030pund). Det är 2 icke-miljoner kilo, eller 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg.
Konstnärs skildring av Morgan-Keenans spektraldiagram, som visar skillnaden mellan huvudsekvensstjärnor. Kredit: Wikipedia Commons
En annan sak som är värd att tänka på är det faktum att vår sol är ganska liten, eftersom stjärnorna går. Som en huvudsekvensstjärna av G-typ (specifikt en G2V-stjärna), som är allmänt känd som en gul dvärg, ligger den i den mindre änden av storlekstabellen (se ovan). Även om den förvisso är större än den vanligaste typen av stjärna – M-typ eller röda dvärgar – är den själv dvärgbildad (ingen ordlek!) av sådana som blå jättar och andra spektralklasser.
Klassificering:
För att bryta ner det hela grupperas stjärnor utifrån deras väsentliga egenskaper, som kan vara deras spektralklass (dvs färg), temperatur, storlek och ljusstyrka. Den vanligaste metoden för klassificering är känd som Morgan–Keenan (MK) system, som klassificerar stjärnor baserat på temperatur med hjälp av bokstävernaELLER,B,TILL,F,G,TILL, ochM, – O är hetast och M coolast. Varje bokstavsklass delas sedan upp med hjälp av en siffra med0vara hetast och9är coolast (t.ex. O1 till M9 är de hetaste till kallaste stjärnorna).
I MK-systemet läggs en ljusstyrka till med romerska siffror. Dessa är baserade på bredden på vissa absorptionslinjer i stjärnans spektrum (som varierar med atmosfärens densitet), vilket skiljer jättestjärnor från dvärgar. Ljusstyrka klasserna 0 och I gäller hyper- eller superjättar; klasserna II, III och IV gäller ljusa, vanliga jättar respektive underjättar; klass V är för huvudsekvensstjärnor; och klass VI och VII gäller subdvärgar och dvärgstjärnor.
Hertzspirg-Russel-diagrammet, som visar sambandet mellan stjärnans färg, AM. ljusstyrka och temperatur. Kredit: astronomy.starrynight.com
Det finns också Hertzsprung-Russell diagram , som relaterar stjärnklassificering till absolut magnitud (d.v.s. inneboende ljusstyrka), ljusstyrka och yttemperatur. Samma klassificering för spektraltyper används, allt från blått och vitt i ena änden till rött i den andra, som sedan kombineras med stjärnorna Absolute Visual Magnitude (uttryckt som Mv) för att placera dem på ett 2-dimensionellt diagram (se ovan) ).
I genomsnitt är stjärnor i O-området hetare än andra klasser och når effektiva temperaturer på upp till 30 000 K. Samtidigt är de också större och mer massiva och når storlekar på över 6 och en halv solradier och upp till 16 solmassor. I den nedre änden tenderar stjärnor av K- och M-typ (orange och röda dvärgar) att vara kallare (från 2400 till 5700 K), mäta 0,7 till 0,96 gånger vår sol och vara allt från 0,08 till 0,8 så massiva.
Baserat på vår sols fulla klassificering (G2V) kan vi därför säga att det är en huvudsekvensstjärna med en temperatur runt 5 800K. Tänk nu på ett annat berömt stjärnsystem i vår galax - Och Carinae , ett system som innehåller minst två stjärnor som ligger cirka 7500 ljusår bort i stjärnbildens riktning Carina . Det primära i detta system uppskattas vara 250 gånger så stort som vår sol, minst 120 solmassor och en miljon gånger så ljusstarkt – vilket gör den till en av de största och ljusaste stjärnorna som någonsin observerats.
Eta Carinae, en av de mest massiva stjärnorna som är kända, belägen i stjärnbilden Carina. Kredit: NASA
Det finns dock en del kontroverser om världens storlek. De flesta stjärnor blåser med en solvind och tappar massa med tiden. Men Eta Carinae är så stor att den kastar av sig 500 gånger jordens massa varje år. Med så mycket massa förlorad är det mycket svårt för astronomer att exakt mäta var stjärnan slutar och dess stjärnvind börjar. Det tror man också Eta Carinae kommer att explodera inom en inte alltför avlägsen framtid, och det kommer att bli de mest spektakulära supernovorna som människor någonsin har sett.
När det gäller ren massa går topplatsen till R136a1, en stjärna som ligger i Stort magellanskt moln , cirka 163 000 ljusår bort. Man tror att denna stjärna kan innehålla så mycket som 315 gånger solens massa, vilket utgör en gåta för astronomer eftersom man trodde att de största stjärnorna bara kunde innehålla 150 solmassor. Svaret på detta är att R136a1 troligen bildades när flera massiva stjärnor slogs samman. Naturligtvis är R136a1 inställd på att detonera som en hypernova, vilken dag som helst nu.
När det gäller stora stjärnor fungerar Betelgeuse som ett bra (och populärt) exempel. Belägen i axeln av Orion, har denna välbekanta röda superjätte en radie på 950-1200 gånger solens storlek och skulle uppsluka Jupiters omloppsbana om den placerades i vårt solsystem. Faktum är att när vi vill sätta vår sols storlek i perspektiv, använder vi ofta Betelgeuse för att göra det (se nedan)!
Ändå, även efter att vi använt denna enorma röda jätte för att sätta oss på vår plats, skrapar vi fortfarande bara på ytan i spelet 'vem är den största stjärnan'. Tänk på WOH G64, en röd superjättestjärna som ligger i det stora magellanska molnet, cirka 168 000 ljusår från jorden. Med 1 540 solradier i diameter är denna stjärna för närvarande en av de största i det kända universum.
Men det finns också RW Cephei, en orange hyperjättestjärna i stjärnbilden Cepheus , som ligger 3 500 ljusår från jorden och mäter 1 535 solradier i diameter. Westerlund 1-26 är också ganska enorm, en röd superjätte (eller hyperjätte) som ligger inom superstjärnhopen Westerlund 1 11 500 ljusår bort som mäter 1 530 solradier i diameter. Samtidigt är V354 Cephei och VX Sagittarii delade när det kommer till storlek, och båda mäter uppskattningsvis 1 520 solradier i diameter.
Den största stjärnan: UY Scuti
Som det ser ut kommer titeln på den största stjärnan i universum (som vi känner till) ner till två utmanare. Till exempel, UY Shield är för närvarande högst upp på listan. Ligger 9 500 ljusår bort i stjärnbilden Scutum , denna ljusröda superjätte och pulserande variabla stjärna har en uppskattad genomsnittlig medianradie på1 708 solradier– eller 2,4 miljarder km (1,5 miljarder mi; 15,9 AU), vilket ger den en volym som är 5 miljarder gånger solens.
Men denna genomsnittliga uppskattning inkluderar en felmarginal på ± 192 solradier, vilket betyder att den kan vara så stor som 1900 solradier eller så liten som 1516. Denna lägre uppskattning placerar den under stjärnor som V354 Cephei och VX Sagittarii. Samtidigt är den andra stjärnan på listan över de största möjliga stjärnorna NML Cygni, en halvregelbunden variabel röd hyperjätte belägen i Cygnus stjärnbilden cirka 5 300 ljusår från jorden.
En inzoomad bild av den röda jättestjärnan UY Scuti. Kredit: Rutherford Observatory/Haktarfone
På grund av platsen för denna stjärna i en cirkumstellär nebulosa, är den kraftigt skymd av dammutrotning. Som ett resultat uppskattar astronomer att dess storlek kan vara allt från 1 642 till 2 775 solradier, vilket betyder att den antingen kan vara den största stjärnan i det kända universum (med en marginal på 1 000 solradier) eller faktiskt den näst största, rankad inte långt bakom UY Scuti.
Och fram till för några år sedan gick titeln som största stjärna till VY Canis Major ; en röd hyperjättestjärna i Canis Major konstellation , som ligger cirka 5 000 ljusår från jorden. Tillbaka 2006, professor Roberta Humphrey vid University of Minnesota beräknat dess övre storlek och uppskattade att den kunde vara mer än 1 540 gånger solens storlek. Dess genomsnittliga uppskattade massa är dock 1420, vilket placerar den i nr. 8 plats bakom V354 Cephei och VX Sagittarii.
Det här är den största stjärnan vi känner till, men Vintergatan har förmodligen dussintals stjärnor som är ännu större, skymd av gas och damm så vi kan inte se dem. Men även om vi inte kan hitta dessa stjärnor är det möjligt att teoretisera om deras sannolika storlek och massa. Så hur stora kan stjärnor bli? Än en gång gav professor Roberta Humphreys vid University of Minnesota svaret.
Storleksjämförelse mellan solen och VY Canis Majoris, som en gång hade titeln som den största kända stjärnan i universum. Kredit: Wikipedia Commons/Oona Räisänen
Som hon förklarade när hon kontaktades, är de största stjärnorna i universum de coolaste. Så även om Eta Carinae är den mest lysande stjärnan vi känner till, är den extremt varm – 25 000 Kelvin – och därför bara 250 solradier stor. De största stjärnorna kommer däremot att vara coola superjättar. Som exempel är VY Canis Majoris bara 3 500 Kelvin, och en riktigt stor stjärna skulle vara ännu coolare.
Vid 3 000 Kelvin uppskattar Humphreys att den coola superjätten skulle vara så stor som 2 600 gånger solens storlek. Detta är under de övre skattningarna för NML Cygni, men över genomsnittsuppskattningarna för både den och UY Scutii. Därför är detta den övre gränsen för en stjärna (åtminstone teoretiskt och baserat på all information vi har hittills).
Men när vi fortsätter att titta in i universum med alla våra instrument och utforska det på nära håll genom robotfarkoster och besättningsuppdrag, kommer vi säkert att hitta nya och spännande saker som kommer att förvirra oss ytterligare!
Och var noga med att kolla in denna fantastiska animation som visar storleken på olika objekt i rymden, börja med vårt solsystems små planeter och slutligen komma till UY Scuti. Njut av!
Vi har skrivit många artiklar om stjärnor för Universe Today. Här är solen, Vilken är den ljusaste stjärnan på himlens förflutna och framtid? , och Vad är den minsta stjärnan?
Vill du lära dig mer om stjärnors födelse och död? Vi gjorde en tvådelad podcast kl Astronomi Cast . Här är del 1, Var stjärnor kommer ifrån , och här är del 2, Hur stjärnor dör .
Podcast (ljud): Ladda ner (Längd: 3:26 — 3,1 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | RSS
Podcast (video): Ladda ner (62,9 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | RSS
