L'étoile la plus brillante de notre galaxie. Les plus grandes étoiles de l'Univers

Une illustration de l'étoile R136a1, l'étoile la plus massive connue à ce jour. Crédit : Sephirohq / Wikipédia.

Regardez le ciel nocturne : il est rempli d'étoiles. Cependant, seule une partie microscopique d’entre eux est visible à l’œil nu. En fait, les scientifiques estiment qu’il existe 10 000 milliards de galaxies dans l’Univers visible, chacune comptant plus de cent milliards d’étoiles. Et ce n'est pas moins de 10 24 étoiles. Ces centrales thermiques spectaculaires sont disponibles dans une variété de couleurs et de tailles – et nombre d’entre elles font paraître notre Soleil minuscule en comparaison. Cependant, quelle étoile est une véritable géante cosmique ? Tout d’abord, nous devons définir le concept d’étoile géante : doit-elle avoir le plus grand rayon ou la plus grande masse ?

Aujourd'hui, l'étoile ayant le plus grand rayon est l'étoile UY Scuti (Scuti), une supergéante rouge variable de la constellation de Scutum. Il se trouve à plus de 9 500 années-lumière de nous et se compose principalement d’hydrogène et d’hélium, ainsi que d’un certain nombre d’autres éléments plus lourds. En termes de composition chimique, UY Scuti ressemble à notre Soleil, mais a un rayon 1708 (± 192) fois supérieur à celui de notre étoile. Cela représente près de 1 200 000 000 de km, soit une circonférence de plus de 7,5 milliards de kilomètres. Pour faciliter la compréhension de ces dimensions, vous pouvez imaginer un avion qui mettrait 950 ans à voler autour de UY Scuti - et même si l'avion pouvait se déplacer à la vitesse de la lumière, son voyage durerait 6 heures et 55 minutes.

Si nous plaçons UY Scutum à la place de notre Soleil, alors sa surface passera quelque part entre les orbites de Jupiter et de Saturne - il va sans dire que la Terre sera engloutie dans ce cas. Compte tenu de la taille énorme et de la masse de 20 à 40 masses solaires, on peut calculer que la densité du Bouclier UY n'est que de 7 × 10 -6 kg/m 3. En d’autres termes, elle est plus d’un milliard de fois moins dense que l’eau. En fait, si nous pouvions placer cette étoile dans une piscine, elle flotterait en théorie. Étant plus d'un million de fois moins dense que l'atmosphère terrestre, UY Scuti flotterait dans les airs comme un ballon.

Mais si ces faits fous ne vous ont pas surpris, alors passons à l'étoile la plus lourde. L'étoile lourde R136a1 est située dans le Grand Nuage de Magellan, à environ 165 000 années-lumière. Cette étoile n'est que 35 fois plus grande que notre Soleil, mais elle est 265 fois plus lourde - c'est vraiment étonnant si l'on considère qu'elle a déjà perdu 55 masses solaires au cours de ses 1,6 millions d'années de vie.

R136a1 est une étoile Wolf-Rayet très instable. Elle apparaît comme une boule bleue à la surface floue qui génère constamment des vents stellaires extrêmement puissants. Ces vents se déplacent à des vitesses pouvant atteindre 2 600 km/s. En raison de cette activité élevée, le R136a1 perd 3,21 x 10 18 kg/s de sa masse, soit environ une Terre tous les 22 jours. Ces types d’étoiles brillent intensément et meurent rapidement. Le R136a1 émet neuf millions de fois plus d'énergie que notre Soleil. Sa luminosité est 94 000 fois supérieure à celle du Soleil. En fait, c’est l’étoile la plus brillante jamais trouvée. La température à sa surface est supérieure à 53 000 Kelvin et il ne lui reste que deux millions d’années à vivre, après quoi elle explosera en supernova.

Bien sûr, comparé à de telles géantes, notre Soleil semble être un nain, mais avec le temps, sa taille augmentera également. Dans environ sept milliards et demi d’années, elle atteindra sa plus grande taille et deviendra une géante rouge.

Science

Bien entendu, les océans sont vastes et les montagnes incroyablement hautes. De plus, les 7 milliards de personnes qui habitent sur Terre représentent également un nombre incroyablement important. Mais, vivant dans ce monde d’un diamètre de 12 742 kilomètres, il est facile d’oublier qu’il s’agit, en substance, d’une bagatelle pour un espace tel que l’espace. Lorsque nous regardons le ciel nocturne, nous réalisons que nous ne sommes qu’un grain de sable dans un Univers vaste et infini. Nous vous invitons à découvrir les plus gros objets de l'espace, la taille de certains d'entre eux nous est difficile à imaginer.

1) Jupiter

La plus grande planète du système solaire (142 984 kilomètres de diamètre)

Jupiter est la plus grande planète de notre système stellaire. Les anciens astronomes ont nommé cette planète en l'honneur du père des dieux romains, Jupiter. Jupiter est la cinquième planète en partant du Soleil. L'atmosphère de la planète est composée à 84 pour cent d'hydrogène et à 15 pour cent d'hélium. Tout le reste est constitué d'acétylène, d'ammoniac, d'éthane, de méthane, de phosphine et de vapeur d'eau.

La masse de Jupiter est 318 fois celle de la Terre et son diamètre est 11 fois plus grand. La masse de cette géante représente 70 % de la masse de toutes les planètes du système solaire. Le volume de Jupiter est suffisamment grand pour accueillir 1 300 planètes semblables à la Terre. Jupiter compte 63 lunes connues, mais la plupart d'entre elles sont incroyablement petites et floues.

2) Soleil

Le plus grand objet du système solaire (1 391 980 kilomètres de diamètre)

Notre Soleil est une étoile naine jaune, le plus gros objet du système stellaire dans lequel nous existons. Le Soleil contient 99,8 % de la masse de l’ensemble de ce système, Jupiter représentant la majeure partie du reste. Le Soleil est actuellement composé de 70 % d’hydrogène et de 28 % d’hélium, le reste ne représentant que 2 % de sa masse.

Au fil du temps, l'hydrogène présent dans le noyau du Soleil se transforme en hélium. Les conditions dans le noyau du Soleil, qui représente 25 % de son diamètre, sont extrêmes. La température est de 15,6 millions de Kelvin et la pression est de 250 milliards d'atmosphères. L'énergie du Soleil est obtenue grâce à des réactions de fusion nucléaire. Chaque seconde, environ 700 000 000 de tonnes d'hydrogène sont converties en 695 000 000 de tonnes d'hélium et 5 000 000 de tonnes d'énergie sous forme de rayons gamma.

3) Notre système solaire

15*10 12 kilomètres de diamètre

Notre système solaire ne contient qu'une seule étoile, qui est l'objet central, et neuf planètes majeures : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton, ainsi que de nombreuses lunes, des millions d'astéroïdes rocheux et des milliards d'astéroïdes rocheux. comètes glacées.

4) Étoile VY Canis Majoris

La plus grande étoile de l'Univers (3 milliards de kilomètres de diamètre)

VY Canis Majoris est la plus grande étoile connue et l'une des étoiles les plus brillantes du ciel. Il s'agit d'une hypergéante rouge située dans la constellation du Canis Major. Le rayon de cette étoile est environ 1 800 à 2 200 fois plus grand que le rayon de notre Soleil, son diamètre est d'environ 3 milliards de kilomètres.

Si cette étoile était placée dans notre système solaire, elle bloquerait l’orbite de Saturne. Certains astronomes pensent que VY est en réalité plus petite – environ 600 fois la taille du Soleil – et n’atteindrait donc que l’orbite de Mars.

5) D’énormes dépôts d’eau

Les astronomes ont découvert les réserves d’eau les plus vastes et les plus massives jamais découvertes dans l’Univers. Ce nuage géant, vieux d’environ 12 milliards d’années, contient 140 000 milliards de fois plus d’eau que tous les océans de la Terre réunis.

Un nuage d’eau gazeuse entoure un trou noir supermassif situé à 12 milliards d’années-lumière de la Terre. Cette découverte montre que l'eau a dominé l'univers pendant presque toute son existence, ont indiqué les chercheurs.

6) Trous noirs extrêmement grands et massifs

21 milliards de masses solaires

Les trous noirs supermassifs sont les plus grands trous noirs de la galaxie, avec une masse de centaines, voire de milliers de millions de masses solaires. On pense que la plupart, et peut-être toutes les galaxies, y compris la Voie lactée, contiennent des trous noirs supermassifs en leur centre.

L’un de ces monstres, dont la masse est 21 millions de fois supérieure à celle du Soleil, est un entonnoir d’étoiles en forme d’œuf dans la galaxie NGC 4889, la galaxie la plus brillante parmi un nuage tentaculaire de milliers de galaxies. Le trou est situé à environ 336 millions d’années-lumière dans la constellation Coma Berenices. Ce trou noir est si énorme qu’il est 12 fois plus grand en diamètre que notre système solaire.

7) Voie Lactée

100 à 120 mille années-lumière de diamètre

La Voie Lactée est une galaxie spirale accidentée qui contient 200 à 400 milliards d'étoiles. Chacune de ces étoiles est entourée de nombreuses planètes.

Selon certaines estimations, 10 milliards de planètes se trouvent dans la zone habitable, tournant autour de leurs étoiles mères, c'est-à-dire dans des zones où réunissent toutes les conditions pour l'émergence d'une vie semblable à la Terre.

8) Le Gordo

Le plus grand amas de galaxies (2*10 15 masses solaires)

El Gordo est situé à plus de 7 milliards d’années-lumière de la Terre, ce que nous voyons aujourd’hui n’en est donc qu’à ses débuts. Selon les chercheurs qui ont étudié cet amas de galaxies, il est le plus grand, le plus chaud et émet plus de rayonnement que tout autre amas connu situé à la même distance ou plus loin.

La galaxie centrale au centre d'El Gordo est incroyablement brillante et possède une lueur bleue inhabituelle. Les auteurs de l’étude suggèrent que cette galaxie extrême est le résultat d’une collision et d’une fusion de deux galaxies.

À l'aide du télescope spatial Spitzer et d'images optiques, les scientifiques estiment que 1 % de la masse totale de l'amas est constitué d'étoiles et que le reste est constitué de gaz chauds qui remplissent l'espace entre les étoiles. Ce rapport étoiles/gaz est similaire à celui d’autres amas massifs.

9) Notre Univers

Taille – 156 milliards d’années-lumière

Bien sûr, personne n'a jamais pu nommer les dimensions exactes de l'Univers, mais, selon certaines estimations, son diamètre est de 1,5 * 10 24 kilomètres. Il nous est généralement difficile d’imaginer qu’il y ait une fin quelque part, car l’Univers comprend des objets incroyablement gigantesques :

Diamètre de la Terre : 1,27*10 4 km

Diamètre du Soleil : 1,39*10 6 km

Système solaire : 2,99*10 10 km ou 0,0032 lumière. l.

Distance du Soleil à l'étoile la plus proche : 4,5 sv. l.

Voie Lactée : 1,51*10 18 km ou 160 000 lumières. l.

Groupe local de galaxies : 3,1 * 10 19 km ou 6,5 millions d'années-lumière. l.

Superamas local : 1,2*10 21 km ou 130 millions de lumière. l.

10) Multivers

Vous pouvez essayer d’imaginer non pas un, mais plusieurs Univers qui existent en même temps. Un multivers (ou univers multiple) est un ensemble réalisable de nombreux univers possibles, y compris le nôtre, qui contiennent ensemble tout ce qui existe ou peut exister : l'intégrité de l'espace, du temps, de la matière et de l'énergie, ainsi que les lois et constantes physiques. qui font que tout décrit.

Cependant, l’existence d’autres Univers que le nôtre n’a pas été prouvée, il est donc très probable que notre Univers soit unique en son genre.

Les gens ont tendance à regarder le ciel et à observer des millions et des millions d’étoiles. Nous rêvons de mondes lointains et imaginons des images de frères en tête. Chaque monde est illuminé par son propre « soleil ». La technologie de recherche regarde à 9 milliards d’années-lumière dans l’espace.

Mais cela ne suffit pas pour dire avec précision combien d’étoiles il y a dans l’espace. Au stade actuel de l’étude, 50 milliards sont connus. Ce nombre augmente régulièrement à mesure que la recherche se poursuit et que la technologie s'améliore. Les gens découvrent de nouveaux géants et nains dans le monde des objets spatiaux. Quelle étoile est la plus grande de l'Univers ?

Dimensions du Soleil

Lorsque vous discutez des dimensions des étoiles, comprenez avec quoi comparer, ressentez l'échelle. La taille de notre Soleil est impressionnante. Son diamètre est de 1,4 millions de km. Ce nombre énorme est difficile à imaginer. Cela sera facilité par le fait que la masse du Soleil représente 99,9 % de la masse de tous les objets du système solaire. Théoriquement, un million de planètes pourraient tenir à l’intérieur de notre étoile.

À l’aide de ces chiffres, les astronomes ont inventé les termes « rayon solaire » et « masse solaire », qui sont utilisés pour comparer les tailles et les masses des objets cosmiques. Le rayon du Soleil est de 690 000 km et son poids est de 2 milliards de kilogrammes. Comparé aux autres étoiles, le Soleil est un objet spatial relativement petit.

Ancien champion des étoiles

La masse stellaire « perd » constamment à cause du « vent stellaire ». Les processus thermonucléaires qui ébranlent continuellement les étoiles universelles entraînent une perte d'hydrogène, le « carburant » des réactions. En conséquence, la masse diminue. Par conséquent, il est difficile pour les scientifiques de donner des chiffres exacts concernant les paramètres d'objets aussi grands et chauds. Les luminaires vieillissent et après une explosion de supernova, ils se transforment en étoile à neutrons ou en trou noir.

Pendant des décennies, VY a été reconnue comme la plus grande étoile de la constellation Canis Major. Il n'y a pas si longtemps, les paramètres ont été clarifiés et les calculs des scientifiques ont montré que son rayon est compris entre 1 300 et 1 540 rayons solaires. Le diamètre du géant est de 2 milliards de kilomètres et il est situé à 5 000 années-lumière de la Terre.

Pour imaginer les dimensions de cet objet, imaginez qu'il faudra 1200 ans pour le contourner, en se déplaçant à une vitesse de 800 km/h. Si vous imaginez soudainement que la Terre a été comprimée à 1 cm et que VY a également été réduit, alors le géant mesurera 2,2 km.

Mais la masse de l'étoile est petite et ne dépasse la masse du Soleil que 40 fois. Cela est dû à la faible densité de la substance. La luminosité du luminaire est vraiment surprenante. Elle émet une lumière 500 000 fois plus brillante que la nôtre. VY a été mentionné pour la première fois en 1801. Il a été décrit par le scientifique Joseph Jérôme de Lalande. Le dossier indique que le luminaire appartient à la septième classe.

Depuis 1850, les observations indiquent une perte progressive de luminosité. Le bord extérieur de VY a commencé à augmenter parce que les forces gravitationnelles ne maintiennent plus la masse à un niveau constant. Bientôt (selon les normes cosmiques), cette étoile pourrait exploser en supernova. Les scientifiques estiment que cela pourrait se produire demain ou dans un million d’années. La science ne dispose pas de chiffres exacts.

Champion étoile actuel

L'exploration spatiale continue. En 2010, des scientifiques dirigés par Paul Crowther ont observé un objet spatial impressionnant à l'aide du télescope Hubble. En explorant le Grand Nuage de Magellan, les astronomes ont découvert une nouvelle étoile et lui ont donné le nom de R136a1. La distance qui nous sépare de R136a1 est de 163 000 années-lumière.

Les paramètres ont choqué les scientifiques. La masse du géant dépasse la masse du Soleil de 315 fois, malgré le fait qu'il a déjà été déclaré qu'il n'y a pas d'étoiles dans l'espace qui dépassent la masse de notre Soleil de 150 fois. Ce phénomène serait dû, selon l’hypothèse des scientifiques, à la combinaison de plusieurs objets. La luminosité du R136a1 dépasse de 10 millions de fois celle de notre soleil.

Entre sa découverte et nos jours, l'étoile a perdu un cinquième de sa masse, mais elle est toujours considérée comme le détenteur du record, même parmi ses voisines. Ils ont également été découverts par le groupe de Crowther. Ces objets ont également dépassé le seuil des 150 masses solaires.

Les scientifiques ont calculé que si R136a1 est placé dans le système solaire, la luminosité de la lueur par rapport à notre étoile sera la même que si l'on comparait la luminosité du Soleil et de la Lune.

C'est la plus grande étoile connue de l'humanité. Dans la Voie lactée, il existe sûrement des dizaines, voire des centaines, de luminaires plus grands, cachés à nos yeux par des nuages ​​​​de gaz et de poussière.

VV Cephei 2. Situé à 2 400 années-lumière se trouve VV Cephei 2, qui est 1 600 à 1 900 fois plus grande que le Soleil. Le rayon est de 1050 rayons de notre Soleil. En termes d'émission lumineuse, l'étoile dépasse la référence de 275 à 575 mille fois. Il s'agit d'un pulsar variable, palpitant à intervalles de 150 jours. La vitesse du vent cosmique éloigné de l’étoile est de 25 km/s.

Dimensions du Soleil et de l'étoile VV Cephei 2

Des recherches ont prouvé que VV Cephei 2 est une étoile double. L'éclipse de la deuxième étoile B se produit régulièrement tous les 20 ans. VV Cephei B orbite autour de l'étoile principale VV Cephei 2. Elle est bleue et a une période orbitale de 20 ans. L'éclipse dure 3,6 ans. L’objet est 10 fois plus gros que le Soleil en masse et 100 000 fois plus lumineux en intensité.

Mu Cephei. Céphée abrite une supergéante rouge, 1650 fois plus grande que le Soleil. Mu Cephei est l'étoile la plus brillante de la Voie Lactée. La luminosité de la lueur est 38 000 fois supérieure à la directive. On l’appelle également « l’étoile grenat de Herschel ». En étudiant l'étoile dans les années 1780, le scientifique l'a qualifiée de "délicieusement bel objet de couleur grenat".

Dans le ciel de l'hémisphère nord on l'observe sans télescope d'août à janvier, il ressemble à une goutte de sang dans le ciel. Après deux à trois millions d’années, une explosion géante de supernova est attendue, qui transformera l’étoile en un trou noir ou pulsar et un nuage de gaz et de poussière.

À environ 20 000 années-lumière de la Terre, la géante rouge V838 brille dans la constellation du Monocéros. Cet amas d'étoiles, jusqu'alors inconnu de tous, est devenu célèbre en 2002. A cette époque, une explosion s'y est produite, que les astronomes ont initialement perçue comme une explosion de supernova. Mais en raison de son jeune âge, la star n’a pas approché sa « mort » cosmique.

Pendant longtemps, ils ne purent même pas deviner quelle était la cause du cataclysme. On suppose maintenant que l’objet a absorbé une « étoile compagne » ou des objets en orbite autour de lui.

L'objet se voit attribuer des dimensions allant de 1170 à 1970 rayons solaires. En raison de la distance gigantesque, les scientifiques ne donnent pas de chiffres exacts sur la masse de l'étoile variable rouge.

Jusqu'à récemment, les scientifiques pensaient que les paramètres de WHO 64 étaient comparables à ceux du R136a1 de la constellation Canis Major.

Mais il a été constaté que la taille de cette étoile n’est que 1 540 fois plus grande que celle du Soleil. Il brille depuis le Grand Nuage de Magellan.

V354 Céphéi. La supergéante rouge V354 Cephei, située à 9 000 années-lumière de la Terre, est invisible sans télescope.

Il est situé dans la galaxie de la Voie Lactée. La température sur la coque est de 3 650 degrés Kelvin, le rayon est 1 520 fois supérieur au rayon solaire et est déterminé à 1,06 milliard de km.

KY Cygne. Il faudrait 5 000 années-lumière pour voler jusqu'à KY Cygni. Cette fois-ci est difficile à imaginer. De tels chiffres signifient qu’un faisceau de lumière se déplace à une vitesse hyperluminale depuis une étoile jusqu’à la Terre pendant 5 000 ans.

Si l’on compare le rayon de l’objet et celui du Soleil, ce sera 1420 rayons solaires. La masse de l’étoile n’est que 25 fois supérieure à celle du point de repère. Mais KY sera tout à fait en compétition pour le titre d'étoile la plus brillante de la partie de l'Univers qui s'ouvre à nous. Sa luminosité dépasse celle du soleil des millions de fois.

KW Sagittaire. 10 000 années-lumière insurmontables nous séparent de l'étoile KW en Sagittaire.

C'est une supergéante rouge d'une taille de 1 460 rayons solaires et d'une luminosité 360 000 fois supérieure à celle de notre Soleil.

La constellation est visible dans le ciel de l'hémisphère sud. Il est facile de le trouver à la surface de la Voie Lactée. L'amas d'étoiles a été décrit pour la première fois par Ptolémée au IIe siècle.

RW Céphée. Les dimensions du RW Cepheus font toujours l'objet de débats. Certains scientifiques affirment que les dimensions sont égales à 1 260 rayons du point de repère, d'autres sont enclins à croire qu'il s'agit de 1 650 rayons solaires. C'est la plus grande étoile variable.

Si elle est déplacée à la place du Soleil dans notre système, alors la photosphère de la supergéante se trouvera entre les trajectoires de Saturne et de Jupiter. L'étoile vole rapidement vers le système solaire à une vitesse de 56 km/s. L’extrémité de l’étoile la transformera en supernova, ou le noyau s’effondrera en trou noir.

Bételgeuse. La géante rouge Bételgeuse est située à 640 années-lumière, à Orion. La taille de Bételgeuse est de 1 100 rayons solaires. Les astronomes sont convaincus que dans un avenir proche, il y aura une période de dégénérescence de l'étoile en trou noir ou en supernova. L’humanité verra ce spectacle universel au « premier rang ».

En scrutant avidement le ciel avec tous nos instruments et en l'explorant avec des vaisseaux spatiaux robotisés et des missions avec équipage humain, nous sommes sûrs de faire de nouvelles découvertes étonnantes qui nous mèneront encore plus loin dans l'immensité de l'espace.

Nous explorons constamment de nouveaux objets parmi des milliards de corps célestes. Nous découvrirons plus d’une nouvelle étoile, qui surpassera en taille celles déjà connues. Mais hélas, nous ne connaîtrons jamais la véritable échelle de l’Univers.

Le bouclier UY apparemment discret

L’astrophysique moderne, en matière d’étoiles, semble revivre ses balbutiements. Les observations d'étoiles fournissent plus de questions que de réponses. Par conséquent, lorsque vous demandez quelle étoile est la plus grande de l’Univers, vous devez être immédiatement prêt à répondre aux questions. Demandez-vous quelle est la plus grande étoile connue de la science, ou quelles sont les limites que la science limite à une étoile ? Comme c’est généralement le cas, dans les deux cas, vous n’obtiendrez pas de réponse claire. Le candidat le plus probable au titre de plus grande star partage à parts égales la palme avec ses « voisins ». Même s’il est plus petit que le véritable « roi des étoiles », cela reste également ouvert.

Comparaison des tailles du Soleil et de l'étoile UY Scuti. Le Soleil est un pixel presque invisible à gauche de UY Scutum.

Avec quelques réserves, la supergéante UY Scuti peut être considérée comme la plus grande étoile observée aujourd'hui. La raison pour laquelle « avec réserve » sera expliquée ci-dessous. UY Scuti se trouve à 9 500 années-lumière de nous et est observée comme une étoile variable faible, visible dans un petit télescope. Selon les astronomes, son rayon dépasse 1 700 rayons solaires et, pendant la période de pulsation, cette taille peut atteindre 2 000.

Il s’avère que si une telle étoile était placée à la place du Soleil, les orbites actuelles d’une planète tellurique se trouveraient dans les profondeurs d’une supergéante et les limites de sa photosphère seraient parfois contiguës à l’orbite. Si nous imaginons notre Terre comme un grain de sarrasin et le Soleil comme une pastèque, alors le diamètre du Bouclier UY sera comparable à la hauteur de la tour de télévision d'Ostankino.

Pour voler autour d’une telle étoile à la vitesse de la lumière, il faudra jusqu’à 7 à 8 heures. Rappelons que la lumière émise par le Soleil atteint notre planète en seulement 8 minutes. Si vous volez à la même vitesse qu'un tour autour de la Terre prend une heure et demie, alors le vol autour de UY Scuti durera près de cinq ans. Imaginons maintenant ces échelles, en tenant compte du fait que l’ISS vole 20 fois plus vite qu’une balle et des dizaines de fois plus vite que des avions de ligne.

Masse et luminosité de UY Scuti

Il convient de noter qu'une taille aussi monstrueuse du UY Shield est totalement incomparable avec ses autres paramètres. Cette étoile est « seulement » 7 à 10 fois plus massive que le Soleil. Il s’avère que la densité moyenne de cette supergéante est près d’un million de fois inférieure à la densité de l’air qui nous entoure ! A titre de comparaison, la densité du Soleil est une fois et demie celle de l'eau, et un grain de matière « pèse » même des millions de tonnes. En gros, la matière moyenne d'une telle étoile est similaire en densité à une couche d'atmosphère située à une altitude d'environ cent kilomètres au-dessus du niveau de la mer. Cette couche, également appelée ligne de Karman, constitue la frontière conventionnelle entre l'atmosphère terrestre et l'espace. Il s'avère que la densité du UY Shield n'est que légèrement inférieure au vide de l'espace !

De plus, UY Scutum n'est pas le plus brillant. Avec sa propre luminosité de 340 000 solaires, elle est dix fois plus lumineuse que les étoiles les plus brillantes. Un bon exemple est l’étoile R136 qui, étant l’étoile la plus massive connue aujourd’hui (265 masses solaires), est près de neuf millions de fois plus brillante que le Soleil. De plus, l’étoile n’est que 36 fois plus grande que le Soleil. Il s'avère que R136 est 25 fois plus brillant et à peu près le même nombre de fois plus massif que UY Scuti, malgré le fait qu'il est 50 fois plus petit que le géant.

Paramètres physiques de UY Shield

Dans l’ensemble, UY Scuti est une supergéante rouge variable et pulsée de classe spectrale M4Ia. Autrement dit, sur le diagramme spectre-luminosité de Hertzsprung-Russell, UY Scuti est situé dans le coin supérieur droit.

Pour le moment, la star approche des dernières étapes de son évolution. Comme toutes les supergéantes, elle a commencé à brûler activement de l’hélium et d’autres éléments plus lourds. Selon les modèles actuels, d'ici quelques millions d'années, UY Scuti se transformera successivement en une supergéante jaune, puis en une variable bleu vif ou étoile Wolf-Rayet. Les dernières étapes de son évolution seront une explosion de supernova, au cours de laquelle l'étoile perdra sa coquille, laissant très probablement derrière elle une étoile à neutrons.

Déjà maintenant, UY Scuti montre son activité sous forme de variabilité semi-régulière avec une période de pulsation approximative de 740 jours. Considérant que l'étoile peut changer son rayon de 1700 à 2000 rayons solaires, la vitesse de son expansion et de sa contraction est comparable à la vitesse des vaisseaux spatiaux ! Sa perte de masse atteint un rythme impressionnant de 58 millions de masses solaires par an (soit 19 masses terrestres par an). Cela représente près d’une masse terrestre et demie par mois. Ainsi, étant sur la séquence principale il y a des millions d'années, UY Scuti aurait pu avoir une masse de 25 à 40 masses solaires.

Des géants parmi les étoiles

En revenant à l'avertissement énoncé ci-dessus, nous notons que la primauté de UY Scuti en tant que plus grande étoile connue ne peut pas être qualifiée de sans ambiguïté. Le fait est que les astronomes ne peuvent toujours pas déterminer la distance à la plupart des étoiles avec un degré de précision suffisant, et donc estimer leur taille. De plus, les grandes étoiles sont généralement très instables (rappelez-vous la pulsation de UY Scuti). De même, ils ont une structure plutôt floue. Ils peuvent avoir une atmosphère assez étendue, des coquilles opaques de gaz et de poussière, des disques ou une grande étoile compagne (par exemple, VV Cephei, voir ci-dessous). Il est impossible de dire exactement où se situe la limite de ces étoiles. Après tout, le concept établi de la limite des étoiles comme rayon de leur photosphère est déjà extrêmement arbitraire.

Par conséquent, ce nombre peut inclure environ une douzaine d'étoiles, parmi lesquelles NML Cygnus, VV Cephei A, VY Canis Majoris, WOH G64 et quelques autres. Toutes ces étoiles sont situées à proximité de notre galaxie (y compris ses satellites) et se ressemblent à bien des égards. Tous sont des supergéantes ou hypergéantes rouges (voir ci-dessous pour la différence entre super et hyper). Chacune d’elles se transformera en supernova dans quelques millions, voire milliers d’années. Ils sont également de taille similaire, se situant entre 1 400 et 2 000 solaires.

Chacune de ces étoiles a sa particularité. Ainsi, dans UY Scutum, cette fonctionnalité est la variabilité mentionnée précédemment. Le WOH G64 possède une enveloppe toroïdale gaz-poussière. L'étoile variable à double éclipse VV Cephei est extrêmement intéressante. Il s'agit d'un système proche de deux étoiles, composé de l'hypergéante rouge VV Cephei A et de l'étoile bleue de la séquence principale VV Cephei B. Les centres de ces étoiles sont situés l'un de l'autre à environ 17-34 . Considérant que le rayon de VV Cepheus B peut atteindre 9 UA. (1900 rayons solaires), les étoiles sont situées à « bout de bras » les unes des autres. Leur tandem est si proche que des morceaux entiers de l’hypergéante se déversent à des vitesses énormes sur le « petit voisin », qui est presque 200 fois plus petit qu’elle.

À la recherche d'un dirigeant

Dans de telles conditions, estimer la taille des étoiles est déjà problématique. Comment peut-on parler de la taille d'une étoile si son atmosphère se jette dans une autre étoile, ou se transforme en douceur en un disque de gaz et de poussière ? Ceci malgré le fait que l’étoile elle-même est constituée de gaz très raréfié.

De plus, toutes les plus grandes étoiles sont extrêmement instables et de courte durée. De telles étoiles peuvent vivre quelques millions, voire plusieurs centaines de milliers d’années. Par conséquent, lorsque vous observez une étoile géante dans une autre galaxie, vous pouvez être sûr qu'une étoile à neutrons palpite désormais à sa place ou qu'un trou noir courbe l'espace, entouré des restes d'une explosion de supernova. Même si une telle étoile se trouve à des milliers d’années-lumière de nous, on ne peut pas être totalement sûr qu’elle existe toujours ou qu’elle reste la même géante.

Ajoutons à cela l'imperfection des méthodes modernes de détermination de la distance aux étoiles et un certain nombre de problèmes non précisés. Il s'avère que même parmi une douzaine de plus grandes étoiles connues, il est impossible d'identifier un leader spécifique et de les classer par ordre de taille croissante. Dans ce cas, UY Shield a été cité comme le candidat le plus probable pour diriger le Big Ten. Cela ne veut pas du tout dire que son leadership est indéniable et que, par exemple, NML Cygnus ou VY Canis Majoris ne peuvent être supérieurs à elle. Par conséquent, différentes sources peuvent répondre de différentes manières à la question sur la plus grande étoile connue. Cela témoigne moins de leur incompétence que du fait que la science ne peut pas donner de réponses sans ambiguïté, même à des questions aussi directes.

Le plus grand de l'univers

Si la science ne s'engage pas à distinguer la plus grande parmi les étoiles découvertes, comment pouvons-nous dire quelle étoile est la plus grande de l'Univers ? Les scientifiques estiment que le nombre d’étoiles, même au sein de l’Univers observable, est dix fois supérieur au nombre de grains de sable sur toutes les plages du monde. Bien sûr, même les télescopes modernes les plus puissants peuvent en voir une partie inimaginablement plus petite. Il ne sera pas utile dans la recherche d’un « leader stellaire » que les plus grandes étoiles puissent se distinguer par leur luminosité. Quelle que soit leur luminosité, elle s'estompera lors de l'observation de galaxies lointaines. De plus, comme indiqué précédemment, les étoiles les plus brillantes ne sont pas les plus grosses (par exemple, R136).

Rappelons également qu’en observant une grande étoile dans une galaxie lointaine, nous verrons en réalité son « fantôme ». Par conséquent, il n’est pas facile de trouver la plus grande étoile de l’Univers ; sa recherche sera tout simplement inutile.

Hypergéants

Si la plus grande étoile est pratiquement impossible à trouver, cela vaut-il peut-être la peine de la développer théoriquement ? C’est-à-dire trouver une certaine limite au-delà de laquelle l’existence d’une étoile ne peut plus être une étoile. Cependant, même là, la science moderne se trouve confrontée à un problème. Le modèle théorique moderne de l’évolution et de la physique des étoiles n’explique pas grand-chose de ce qui existe réellement et est observé dans les télescopes. Les hypergéants en sont un exemple.

Les astronomes ont dû à plusieurs reprises relever la barre en ce qui concerne la limite de masse stellaire. Cette limite a été introduite pour la première fois en 1924 par l'astrophysicien anglais Arthur Eddington. Ayant obtenu une dépendance cubique de la luminosité des étoiles par rapport à leur masse. Eddington s'est rendu compte qu'une étoile ne peut pas accumuler de la masse indéfiniment. La luminosité augmente plus vite que la masse, ce qui entraînera tôt ou tard une violation de l'équilibre hydrostatique. La légère pression d’une luminosité croissante fera littéralement exploser les couches externes de l’étoile. La limite calculée par Eddington était de 65 masses solaires. Par la suite, les astrophysiciens ont affiné ses calculs en ajoutant des composants non comptabilisés et en utilisant des ordinateurs puissants. Ainsi, la limite théorique actuelle de la masse des étoiles est de 150 masses solaires. Rappelons maintenant que le R136a1 a une masse de 265 masses solaires, soit presque le double de la limite théorique !

R136a1 est l'étoile la plus massive connue actuellement. En plus d'elle, plusieurs autres étoiles ont des masses importantes, dont le nombre dans notre galaxie peut être compté d'une seule main. De telles étoiles étaient appelées hypergéantes. Notez que R136a1 est nettement plus petite que les étoiles qui, semble-t-il, devraient être de classe inférieure - par exemple la supergéante UY Scuti. En effet, ce ne sont pas les plus grosses étoiles qui sont appelées hypergéantes, mais les plus massives. Pour ces étoiles, une classe distincte a été créée sur le diagramme spectre-luminosité (O), situé au-dessus de la classe des supergéantes (Ia). La masse initiale exacte d'une hypergéante n'a pas été établie, mais, en règle générale, leur masse dépasse 100 masses solaires. Aucune des plus grandes stars du Big Ten n’est à la hauteur de ces limites.

Impasse théorique

La science moderne ne peut pas expliquer la nature de l'existence des étoiles dont la masse dépasse 150 masses solaires. Cela soulève la question de savoir comment déterminer la limite théorique de la taille des étoiles si le rayon d'une étoile, contrairement à la masse, est lui-même un concept vague.

Prenons en compte le fait qu'on ne sait pas exactement à quoi ressemblaient les étoiles de la première génération et à quoi elles ressembleront au cours de l'évolution ultérieure de l'Univers. Les changements dans la composition et la métallicité des étoiles peuvent entraîner des changements radicaux dans leur structure. Les astrophysiciens doivent encore comprendre les surprises que de nouvelles observations et recherches théoriques leur réserveront. Il est fort possible que UY Scuti se révèle être une véritable miette sur fond d'hypothétique « étoile royale » qui brille quelque part ou brillera dans les coins les plus reculés de notre Univers.

L'une des façons les plus populaires de présenter des informations aujourd'hui est de compiler des évaluations - pour découvrir la personne la plus grande du monde, la rivière la plus longue, le plus vieil arbre, etc. Il existe de telles évaluations dans le monde de l’astronomie – la science des étoiles.

Depuis les cours d'école, nous savons bien que notre Soleil, qui donne chaleur et lumière à notre planète, est très petit à l'échelle de l'Univers. Les étoiles de ce type sont appelées naines jaunes, et parmi les millions d’étoiles, il existe de nombreux objets astronomiques beaucoup plus grands et spectaculaires.

Cycle de vie « stellaire »

Avant de rechercher la plus grande étoile, rappelons comment vivent les étoiles et quelles étapes elles traversent dans leur cycle de développement.

Comme on le sait, les étoiles sont formées de nuages ​​​​géants de poussière et de gaz interstellaires, qui deviennent progressivement plus denses, augmentent en masse et, sous l'influence de leur propre gravité, se compriment de plus en plus. La température à l'intérieur de l'amas augmente progressivement et le diamètre diminue.

La phase indiquant qu'un objet astronomique est devenu une étoile à part entière dure 7 à 8 milliards d'années. Selon la température, les étoiles dans cette phase peuvent être bleues, jaunes, rouges, etc. La couleur est déterminée par la masse de l'étoile et les processus physiques et chimiques qui s'y déroulent.


Mais toute étoile commence finalement à se refroidir et en même temps à augmenter de volume, se transformant en une « géante rouge », avec un diamètre des dizaines, voire des centaines de fois, supérieur à celui de l'étoile d'origine. À ce moment-là, l’étoile peut vibrer, soit en expansion, soit en contraction de diamètre.

Cette période dure plusieurs centaines de millions d'années et se termine par une explosion, après quoi les restes de l'étoile s'effondrent, formant une faible « naine blanche », une étoile à neutrons ou un « trou noir ».

Ainsi, si nous recherchons la plus grande étoile de l'Univers, il s'agira très probablement d'une « géante rouge » - une étoile en phase de vieillissement.

La plus grande étoile

Aujourd'hui, les astronomes connaissent un grand nombre de « géantes rouges », que l'on peut appeler les plus grandes étoiles de la partie observable de l'Univers. Étant donné que ce type d'étoile est soumis à des pulsations, au cours des différentes années, les leaders en magnitude ont été considérés :

- KY Cygnus - la masse dépasse la masse du Soleil de 25 fois et le diamètre est de 1450 solaires ;

- VV Cepheus - d'un diamètre d'environ 1200 solaires ;

- VY Canis Majoris - considéré comme le plus grand de notre Galaxie, son diamètre est d'environ 1540 diamètres solaires ;

— VX Sagittaire – le diamètre à la phase de pulsation maximale atteint 1520 solaires ;

— WOH G64 est une étoile de notre galaxie voisine la plus proche, dont le diamètre atteint, selon diverses estimations, 1500-1700 solaires ;


— RW Cepheus – avec un diamètre de 1630 fois le diamètre du Soleil ;

— NML Cygnus est une « géante rouge » dont la circonférence dépasse 1650 diamètres solaires ;

- UV Scutum - est aujourd'hui considéré comme le plus grand de la partie observable de l'Univers, avec un diamètre d'environ 1 700 diamètres celui de notre Soleil.

L'étoile la plus lourde de l'Univers

Il convient de mentionner une autre étoile championne, désignée par les astronomes sous le nom de R136a1 et située dans l'une des galaxies du Grand Nuage de Magellan. Son diamètre n'est pas encore très impressionnant, mais sa masse est 256 fois celle de notre Soleil. Cette étoile viole l'une des principales théories astrophysiques, selon laquelle l'existence d'étoiles d'une masse supérieure à 150 masses solaires est impossible en raison de l'instabilité des processus internes.

À propos, selon les calculs astronomiques, R136a1 a perdu un cinquième de sa masse - initialement ce chiffre se situait dans les 310 masses solaires. On pense que la géante s'est formée à la suite de la fusion de plusieurs étoiles ordinaires, elle n'est donc pas stable et peut exploser à tout moment, se transformant en supernova.

Aujourd’hui encore, il est dix millions de fois plus brillant que le Soleil. Si vous déplacez R136a1 dans notre galaxie, il éclipsera le Soleil avec la même luminosité avec laquelle le Soleil éclipse actuellement la Lune.

Les étoiles les plus brillantes du ciel

Parmi ces étoiles que l'on peut voir à l'œil nu dans le ciel, on trouve la géante bleue Rigel (constellation d'Orion) et la rouge Deneb (constellation du Cygne).


La troisième plus brillante est la Bételgeuse rouge qui, avec Rigel, constitue la célèbre ceinture d'Orion.