У астрономии нет надёжного вечного ответа на вопрос «какая звезда самая большая во Вселенной». Мы можем назвать несколько известных красных сверхгигантов с огромными оценочными радиусами, но именно у таких звёзд границу «поверхности» измерить труднее всего. Поэтому интернет-рейтинг с одной точной цифрой часто выглядит увереннее, чем сами наблюдения.
Сначала нужно решить, что означает «большая»
Масса, радиус и светимость — разные характеристики. Самые массивные звёзды не обязательно имеют самый большой радиус. Красный сверхгигант может быть в сотни или более тысячи раз шире Солнца, но иметь массу лишь в несколько десятков солнечных. Напротив, очень массивная горячая звезда бывает физически компактнее.
В вопросах «влезла бы орбита Юпитера внутрь звезды» речь идёт именно о радиусе. Но для сверхгиганта даже он не является простой линейкой: внешняя атмосфера разрежена, пульсирует, окружена пылью и молекулярным газом.
Почему радиус сверхгиганта трудно измерить
Чтобы получить физический размер, нужно знать угловой диаметр и расстояние. Ошибка расстояния напрямую меняет оценку радиуса. Кроме того, наблюдение на разных длинах волн видит разные слои атмосферы. Пылевая оболочка может сделать звезду визуально больше или изменить оценку температуры и светимости.
Современные методы используют интерферометрию, спектры, модели атмосферы и точные расстояния. По мере улучшения данных прежний «рекордсмен» нередко уменьшается. Именно так многие знаменитые цифры из старых популярных списков перестают быть надёжными.
Какие звёзды действительно относятся к гигантам рекордного масштаба
Красный сверхгигант W26 в массивном скоплении Westerlund 1 — один из хорошо изученных примеров чрезвычайно крупной звезды. ESO публиковала оценки, делающие её одной из крупнейших известных, и наблюдения показывают обширную ионизованную туманность вокруг неё.
VY Canis Majoris — другой классический сверхгигант с огромной пылевой оболочкой и сильной потерей массы. Он наглядно показывает, почему слово «радиус» проблемно: звезда буквально сбрасывает внешние слои, создавая сложную околозвёздную среду.
А что с Stephenson 2-18 и UY Scuti
Stephenson 2-18 часто называют в интернете «самой большой известной звездой» с радиусом более двух тысяч солнечных. Проблема в том, что столь экстремальная оценка зависит от принадлежности к скоплению, расстояния, температуры и болометрической светимости. Для красивого сравнения она подходит, но подавать конкретное число как окончательно установленный рекорд рискованно.
UY Scuti долго занимала первое место в популярных таблицах, однако новые оценки расстояния и параметров уменьшили уверенность в прежнем гигантском радиусе. История UY Scuti — хороший пример того, почему научный рекорд может меняться даже без появления новой звезды.
Почему мы не знаем крупнейшую звезду всей Вселенной
Мы исследовали ничтожную долю звёзд наблюдаемой Вселенной подробно. Очень далёкий красный сверхгигант невозможно измерить так же хорошо, как объект в Млечном Пути или соседней галактике. Поэтому корректно говорить о крупнейших известных и достаточно изученных звёздах, а не о «самой большой звезде во Вселенной» как установленном факте.
Кроме того, такие экстремальные размеры обычно соответствуют короткой эволюционной стадии. Сверхгигант теряет массу, пульсирует и в конечном счёте может завершить жизнь коллапсом ядра. Рекордный радиус — не постоянное свойство объекта, а момент в быстро меняющейся поздней жизни массивной звезды.
Существует и физический предел тому, насколько холодной и раздутой может стать устойчивая звёздная атмосфера. Для красных сверхгигантов обсуждается предел Хаяши: при слишком низкой температуре гидростатическое равновесие становится проблематичным. Поэтому экстремальная комбинация «очень высокая светимость + очень низкая температура» должна вызывать дополнительную проверку параметров, а не автоматическое присуждение рекорда.
Если перевести радиус в знакомый масштаб, смысл становится нагляднее. Звезда с радиусом порядка тысячи солнечных, помещённая в центр Солнечной системы, простиралась бы примерно до орбиты Юпитера или дальше в зависимости от оценки. Но это только визуальная аналогия: у сверхгиганта нет твёрдой границы, которая буквально «поглотила бы орбиту» как поверхность планеты.
Даже термин «поверхность» здесь условен. У Солнца фотосфера относительно тонкая и хорошо определяемая, а у красного сверхгиганта внешняя атмосфера может простираться на значительную долю радиуса, быть неоднородной и покрытой гигантскими конвективными ячейками. Разные методы фактически измеряют разные оптические глубины, поэтому две честные научные работы могут дать разные радиусы одной звезды.