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2萬光年外發現龐然大物,相當于100億個太陽,盾牌座UY掉下神壇
2023/11/21

綜述

在宇宙里,有一種巨大的光亮球體叫做恒星。它由高溫的等離子體構成,蘊含著核聚變釋放出的巨大能量。我們所在的太陽系中有一顆恒星,那就是太陽。

太陽不僅是生命的光源,也是太陽系的核心。但是,值得一提的是,太陽并非宇宙中最大的恒星。實際上,它只是中等大小的恒星,還有許多比太陽更大、更亮、更耀眼的恒星存在著。

曾經的巨人

在宇宙的遼闊星空中,有一顆恒星備受矚目,那就是盾牌座UY。曾經被譽為宇宙中的巨星之王,有人甚至稱之為「神之眼」。它坐落在離我們大約9500光年的盾牌座,是一顆特超巨型紅色恒星,也就是最大型恒星的代表。

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這顆星體的亮度是如此強烈,以至于即使在如此遙遠的距離,我們肉眼也能夠看到它。這不禁讓人驚嘆,盾牌座UY是宇宙中的一顆獨特之星,散發著耀眼的光芒,仿佛是神秘的宇宙之眼注視著我們。

回到1920年,一位名叫弗蘭克·羅斯的美國天文學家在拍攝盾牌座的照片時,發現了一顆異常明亮的恒星。在他的眼中,這顆恒星非同尋常,于是他將其命名為盾牌座UY,因為它是盾牌座中第25顆被發現的變星。

變星是指亮度會隨著時間而變化的恒星,而盾牌座UY正是如此。它的亮度會在一定的范圍內波動,這可能是由于它的表面溫度和尺寸的變化所導致的。

當時的羅斯可能并不知道,他發現的這顆恒星將成為人類對于最大的恒星進行探索的一個重要里程碑。

就像一個宇宙中的謎題,羅斯的發現讓我們窺探到了這顆恒星的不尋常之處,為後來的科學家們提供了深入研究的契機。

這個發現不僅僅是一顆恒星的命名,更是人類對宇宙奧秘的一次探索,為我們揭開了恒星這個宇宙巨大燈籠的神秘面紗。

隨著科技的不斷進步,我們對盾牌座UY的了解也隨之增加。2005年,一組歐洲的天文學家運用甚大望遠鏡(VLT)對盾牌座UY進行了觀測。他們采用了一種名為干涉測量的方法,測算了盾牌座UY的直徑和亮度,得出了一個驚人的結論:盾牌座UY是我們已知的最大恒星之一,其半徑大約是太陽的1708倍。

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這個發現在當時引起了全球范圍內的轟動。各大媒體和網絡平台紛紛報道了這一發現,盾牌座UY也成為了公眾熱議的話題。

這個結果的驚人性質以及對我們理解宇宙規模的挑戰性,使人們對這顆恒星的探索和探討更加興奮和感興趣。

新王登基

就在人們沉浸在盾牌座UY的壯麗之中時,另一顆恒星卻默默地現身。這顆恒星名為史蒂文森2-18,位于距離我們約2萬光年的史蒂文森2星團中,同樣是一顆紅色的特超巨星。

它的發現相對較晚,直到2014年,科學家才利用甚大望遠鏡對其進行了觀測。在這次觀測中,他們發現了一個驚人的事實:史蒂文森2-18的半徑約為太陽的2150倍,比盾牌座UY還要大,更加耀眼。

這顆恒星成為目前已知最巨大的恒星。

這個發現讓人們大為震驚,因為盾牌座UY在人們心目中的地位被動搖了,而史蒂文森2-18則嶄露頭角,成為新的巨人。這種科學的變革和發現讓我們對宇宙的奇妙規模和恒星的多樣性有了更深入的理解。

史蒂文森2-18的起源要從史蒂文森2星團說起。這個星團位于天鵝座,是一個開放星團,擁有數百到數千顆恒星構成的寬松群體。這些恒星都形成于同一片分子云中,因此它們年齡相仿,具有相似的化學成分。

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史蒂文森2星團在1990年被美國天文學家羅伯特·史蒂文森發現。作為紅超巨星專家,他在拍攝天鵝座照片時意外發現了這個星團,并以自己的名字命名之,稱為史蒂文森2。

他觀察到星團中有許多紅色恒星,懷疑它們可能是紅超巨星,即最大的恒星之一。于是,他決定深入觀測和研究,希望找到更多的紅超巨星,甚至發現最大的恒星。

史蒂文森持續了幾年的研究,運用多種望遠鏡和儀器對史蒂文森2星團內的每顆恒星進行測量和分析,得出了一些引人注目的發現。他發現星團內有25顆紅超巨星,這是相當罕見的,因為紅超巨星在所有恒星中僅占0.0001%。

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他還發現,這些紅超巨星的質量都相當巨大,超過太陽的20倍,暗示它們可能是最大的恒星之一。他按照亮度順序給這些紅超巨星編號,從史蒂文森2-1到史蒂文森2-25。

在這些恒星中,最明亮的是史蒂文森2-18,它的亮度是太陽的180,000倍,是整個史蒂文森2星團中最明亮的恒星,也是整個天鵝座中的璀璨之星。

史蒂文森對史蒂文森2-18表現出極大的興趣,認為它可能是一顆異常特殊的恒星,甚至可能是最大的恒星。

然而,史蒂文森的研究未引起足夠的關注,因為他的觀測和測量都基于紅外線,而非可見光,這意味著結果可能存在誤差,并不易于他人驗證。

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此外,史蒂文森2星團距離遙遠,約為2萬光年,導致對其觀測和測量極具挑戰性。因此,史蒂文森的發現并未引起太多轟動,盾牌座UY仍被視為最大的恒星,直到2014年,一切都改變了。

2014年,來自歐洲南方天文台(ESO)的科學家組成團隊,決定對史蒂文森2星團進行全新的觀測。他們選擇了世界上最先進的地面望遠鏡之一——甚大望遠鏡(VLT)。

這個望遠鏡由四個直徑為8.2米的主鏡組成,可以同時運作,形成一個巨大的虛擬望遠鏡。其分辨率是哈勃太空望遠鏡的25倍,能夠捕捉到極微弱和精細的天體細節。

他們的目標是對史蒂文森2星團中的紅超巨星進行更加精確的測量,特別是針對史蒂文森2-18。他們追求了解這顆恒星的真實尺寸、亮度,以及確認它是否真的是宇宙中最大的恒星。

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史蒂文森2-18的尺寸非常驚人。它的體積相當于100億個太陽,或者8000億個地球。盡管其表面溫度大約是3500攝氏度,比太陽表面溫度低了一半,但由于其巨大的體積,它的總能量輸出卻是太陽的440,000倍。這使得它成為一個能量輸出極為龐大的恒星。

關于壽命,史蒂文森2-18的壽命大約是幾百萬年,比太陽壽命短很多。它的未來可能有兩種主要走向:一種是爆發為超新星,另一種是演化成為一顆沃爾夫-拉葉星。這些展望都是與其特大尺寸和高能量輸出相關的恒星演化途徑。

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史蒂文森2-18比盾牌座UY更大、更亮的原因在于它們的質量不同。史蒂文森2-18的質量大約是太陽的40倍,而盾牌座UY的質量大約是太陽的30倍。恒星的質量決定了其尺寸和亮度。通常情況下,質量越大的恒星,尺寸越大,亮度越高。但這并非絕對規律,恒星的尺寸和亮度還受到其他因素的影響,比如溫度、年齡、化學成分等。因此,即使是質量相似的恒星,也可能擁有不同的尺寸和亮度。

這也解釋了為什麼我們需要不斷觀測和測量恒星。通過持續觀察,我們才能更好地了解它們的特性和性質,因為恒星的復雜性不僅僅取決于質量,還與許多其他因素相互作用。

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