大犬座VY

恒星性质

大犬座 VY 首次观测纪录是 1801 年 3 月 7 日法国天文学家罗姆 · 拉朗德将它以一颗视星等约 8 等恒星记录在他的星表中。之后在 19 世纪研究其光度时认为它的星等在 1850 年开始下降。

自 1847 年开始已知大犬座 VY 是一颗深红色恒星。19 世纪的观测发现大犬座 VY 有至少六个明亮的分离区域，因此认为它可能是一个多重星。今日我们知道这些明亮区域其实是大犬座 VY 周围云气的明亮部分。 1957 年的光学观测和 1998 年的高分辨率观测都确认大犬座 VY 没有伴星。

大犬座 VY 是一颗高光度的 M 型恒星，表面有效温度约 3490 ± 90 K，在赫罗图位于右上角，因此它成为特超巨星的过程被认为是相当复杂。而它原本可能是 O 型主序星，质量可能为 25 ± 10 M☉（太阳质量）。

恒星距离可以使用地球绕太阳公转时产生的视差量测。但是大犬座 VY 的视差过小，且误差过大而无法使用此法。

1976 年查尔斯 · 拉达（Charles J. Lada）和马克 · 里德（Mark J. Reid）在大犬座 VY 东方 15角分处发现了一个分子云。该分子云的边缘有一个明亮的环，在环处有明显的一氧化碳谱线强度大幅下降，且 CO 谱线强度上升状况被观测到，这两个状况可能分别代表分子的破坏和环与分子云之间有加热现象。拉达和里德假设分子云和地球的距离与疏散星团NGC 2362和地球的距离相同，因此星团中的恒星将环中的分子电离了。 NGC 2362 和地球的距离以颜色-星等图判定是大约 4800 ly。

大犬座 VY 位于环的一角，因此它可能和分子云有关联。此外，分子云的速度非常接近大犬座 VY 的径向速度。这近一步显示大犬座 VY 和分子云以及星团 NGC 2362 相关，这意味着大犬座 VY 距离也是大约 4800 ly，最新的研究结果表明其距离仅有约 3820 ly，可以说它是距离我们最近的大质量恒星！

过去明尼苏达大学教授萝勃塔 · 韩福瑞（Roberta M. Humphreys）预测大犬座 VY 星 的半径大约是 1800 ~ 2100 R⊙。如果将大犬座 VY 放在太阳系中心，它的直径超过到土星轨道（约为 10 AU）。光绕行它一周的时间要 9 ~ 10 h，而光绕行太阳一周时间仅为 14.5 s。

然而更新的观测表明大犬座 VY 周围的气体使人们高估了它的大小。它的实际大小约为 1420 ± 120 R⊙。也就是说在它体内可以塞进 3 × 10^8 颗太阳。

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特超巨星，半径至少为 1420 R⊙。而另一种观点认为，它只是一个普通的红超巨星，半径只有大约 600 R⊙，甚至有观测结果表明其半径高达 2000 R⊙。目前争议仍然没有明确结果。

注：由于尘埃导致观测结果的不确定性，最新观测数据（基于 Wittkowski Radius 和 Monnier Radius 测量方法）得出其半径约为 2000 R⊙，如果该结论被证实，它将碾压盾牌座 UY并重回人类已知最大恒星的宝座。

左侧几乎看不到的那个黄点就是人类世界中占绝对统治地位， 纵横达 1.392 × 10^6 km 的太阳。这颗红特超巨星的半径虽然达到 1420 R⊙，但太阳的质量并不如图显得那样渺小，大致是大犬座 VY 的 1/17，也就是说我们的太阳在恒星中其实是算中等质量。如果把大犬座 VY 星放到太阳的位置上，它就会把水星，金星，地球，火星，木星全部包含在内。步步紧逼土星，将土星光环彻底摧毁，剩下的气体行星也会逐渐在强大的辐射压下被蒸发掉。

大犬座 VY 也出现了如何界定这类巨大恒星“表面”（以及半径）的问题。它的平均密度约为 0.000000005 × 10^3 kg/m³，少于地球海平面大气密度千分之一。因为恒星密度会随深度变化（进行核融合的核心密度必须极高），因此恒星表面的密度比经由恒星质量和体积计算出的密度（密度公式为 ρ = m/v，球体体积公式为 v = 3/4πR³）甚至是地球高层大气的密度要低。这代表了在技术上确定恒星半径的两难状况。例如像蟹状星云这样的超新星遗迹就有一个极高密度的“核心”（中子星）和周围广达 11 ly 的“大气层”；而太阳的半径界定从未将日冕计算进去。这里更大的问题是太阳的日冕温度和密度都比大犬座 VY 的“表面”来得高。而至今尚未建立一个恒星喷发层是否属于恒星半径范围的分界线。

2006 年萝勃塔 · 韩福瑞以大犬座 VY 的光谱能量分布距离计算它的光度。因为大多数辐射都被恒星周围云气中的尘埃阻挡，韩福瑞的积分计算中把通过整个云气的总辐射计算进去，结果是它的光度约为 5.6 × 10^5 L⊙。

除了体积以外，大犬座 VY 的光度也是争议论点。韩福瑞认为可见光测光是不够的，因为恒星周围的尘埃会使可见光波长变长而变成红外线。

大犬座 VY 质量约为 17 ± 8 M⊙，在它刚诞生之时它的质量要大得多，约 25 ± 10 M⊙，是一个炽热的 O 型主序星。根据恒星演化的模型，25 M⊙ 的 O 型星的半径大约为 5 ~ 8 R⊙，也就是说目前大犬座 VY 已经膨胀到了其主序星时代的 180 倍大，并且损失了 1/3 的质量。

在新测定的半径之下，有人认为如此大的恒星是由质量 150 M⊙ 以上的超重恒星演化而成，然而事实上质量超过 60 M⊙ 的恒星不可能经历红特超巨星阶段——一个 150 M⊙ 的恒星，诞生之时拥有 55000 K 的表面温度，它经过主序星后也会产生一定幅度的膨胀，成为蓝特超巨星。但是即使膨胀到最大程度，它的半径也只是 400 ~ 500 R⊙，表面温度仍在 10000 K 以上。这样的恒星是不会经过红超巨星阶段的，它短暂的生命不足以支撑它将外壳扩张到 1420 R⊙，而过于剧烈的核反应也会导致它的外层被猛烈地喷射到太空中去，而不是像 20 M⊙ 的恒星一般稳定的膨胀至太阳的上千倍。

更新的观测结果则认为大犬座 VY 的质量为 17 M⊙左右，最大不超过 25 M⊙。通过物质流失率可以推断出大犬座 VY 的初始质量。这样的红特超巨星通常已经失去了超过主序星质量 1/3 物质，因此大犬座 VY 在主序星阶段是一颗 15 ~ 35 M⊙ 的 O 型星，而不是 150 M⊙ 的超重恒星。

大犬座 VY 当前的状态很不稳定，并且将相当大量的物质喷发进入周围的云气。天文学家以哈勃太空望远镜观测后预测它将会在之后几百万年内以超超新星结束生命。

理论上超超新星会产生伽玛射线暴，会使星系部分区域受到破坏，并毁灭附近数千光年内的生命。而且大犬座 VY 的质量足以形成黑洞，其质量可能在 17 M⊙ 左右。

科学家发现大犬座 VY 是个臃肿的红特超巨星，目前已经失去了大量的质量，每年丢失的质量相当于 50 M⊕，自身质量约为 17 M⊙。这个宇宙中的庞然大物已经进入了生命的末期，接近其恒星寿命最后阶段。在这个过程中会迅速向外膨胀，导致脱落大量的质量进入太空中，形成星云。

欧洲南方天文台VLT 望远镜的科学家对大犬座 VY 进行了跟踪，发现其周围布满了丢失质量的物质，尘埃云和气体云离散分布在周围，最终大犬座 VY 会以一次大爆炸结束生涯。台湾“中央研究院”天文研究所和天体物理学专家指出，红特超巨星的一生是短暂的，当它们接近生命的最后时期，会大量失去质量。在过去，我们已经发现超巨星的奥秘，主要为理论上的推演，对大犬座 VY 的研究有助于我们了解此类超大质量恒星（如Pismis 24-1）的死亡过程。

大犬座 VY 可能在未来几百万年内爆发，这一幕是惊人的，由于其距离我们较远，地球不会受到干扰，生命也不会受到干扰，无需担心。但闪光会如太阳般明亮，可以说整个银河系都会看到它的爆发。