Эта статья является кандидатом в добротные статьи

VY Большого Пса

Перейти к навигацииПерейти к поиску
VY Большого Пса
Звезда
Сравнение размеров Солнца и VY CMa
Сравнение размеров Солнца и VY CMa
Графики недоступны из-за технических проблем. См. информацию на Фабрикаторе и на mediawiki.org.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Прямое восхождение07ч 22м 58,33с
Склонение−25° 46′ 3,17″
Расстояние~3900 св. лет (~1170 пк)
Видимая звёздная величина (V)7,9607
СозвездиеБольшой Пёс
Астрометрия
Лучевая скорость (Rv)49 ± 10 км/c
Собственное движение
 • прямое восхождение9,84 mas в год
 • склонение0,75 mas в год
Параллакс (π)1,78 ± 3,54 mas
Спектральные характеристики
Спектральный классM4 (М3-М4,5)
Показатель цвета
 • B−V2,24
 • U−B1,82
ПеременностьSR
Физические характеристики
Масса17 ± 8 M⊙
Радиус1420 ± 120 R⊙
Возраст8,2 млн лет
Температура3490 ± 90 K
Светимость270 000 L⊙
Свойства g=2.17921*10^6
Коды в каталогах
VY Canis Majoris, VY CMa, HD 58061, HIP 35793
Информация в базах данных
SIMBADданные
Звёздная система
У звезды существует несколько компонентов
Их параметры представлены ниже:
Источники: [2]
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

VY Большого Пса (лат. VY Canis Majoris, VY CMa) — красный гипергигант или сверхгигант, расположенный на расстоянии 1,2 килопарсеков (3900 св. лет) от Земли в созвездии Большого Пса. Это одна из самых больших известных звёзд, один из самых ярких и массивных красных сверхгигантов, а также одна из самых ярких звёзд в Млечном Пути. Она относится к пульсирующим переменным звёздам.

Параметры звезды измерены с невысокой точностью. Так, встречаются оценку радиуса VY CMa от 600 до 2000 радиусов Солнца (R⊙)[3][4]. Если принять среднюю оценку в 1420 R⊙, то радиус звезды превышает расстояние от Солнца до Юпитера, а объём оказывается в 3 миллиарда раз больше, чем у Солнца. Масса звезды оценивается в 17 масс Солнца[5], поэтому её плотность низка — она составляет 0,005—0,01 г/м³. Её эффективная температура составляет около 3000 K, так что она относится к спектральному классу M и располагается в правом верхнем углу диаграммы Герцшпрунга — Рассела[6].

Физические характеристики

Размер

Справа налево: VY Большого Пса по сравнению с Бетельгейзе, ρ Кассиопеи, звездой Пистолет и Солнцем (слишком малым, чтобы быть видимым на этой иллюстрации). Также показаны орбиты Юпитера (красная) и Нептуна (синяя).

В 2006—2007 годах радиус 1800—2100 R⊙ был получен из расчётной светимости 430 000 L⊙ и диапазона температур 3450—3535 K[3][7].

В отличие от преобладающего мнения, исследование 2006 года, игнорирующее эффекты околозвездной оболочки в наблюдаемом потоке звезды, вывело светимость 60 000 L⊙, предполагая начальную массу 15 M⊙ и радиус 600 R⊙ на основе предполагаемой эффективной температуры 3650 K и расстояния 1,5 кпк. На этой основе в исследовании была рассмотрена VY CMa и другой красный гипергигант, NML Лебедя, как обычные красные сверхгиганты раннего типа[4][8]. Авторы исследования утверждают, что более ранние оценки очень высоких светимостей в 500 000 L⊙ и очень больших радиусов в 2 800—3 230 R⊙[9][10] (или даже 4 000 R⊙[11]) основывались на эффективных температурах ниже 3 000 K, которые были неоправданно низкими[4].

6 и 7 марта 2011 года VY CMa наблюдалась с помощью интерферометрии на VLT в ближнем инфракрасном диапазоне. Это позволило измерить угловой диаметр звезды как 11,3 ± 0,3 миллисекунд дуги. Учитывая оценки расстояний 1,14 и 1,20 кпк[12][13], это соответствует радиусу 1420 R⊙. Затем эффективная температура 3490 K, соответствующая спектральному классу M4, была получена на основе радиуса и светимости 270 000 L⊙, которая основана на расстоянии и измеренном потоке 6,3⋅10−13 Вт/см2[5].

Светимость

В 2006 году Хамфри использовал спектральные измерения распределения энергии VY Большого Пса, чтобы вычислить её светимость. Учитывая, что большая часть излучения, идущего от звезды, рассеивается пылью в окружающем облаке, было рассчитано, что VY Большого Пса имеет светимость 4,3⋅105 L⊙[14].

Масса

Поскольку у VY CMa нет звезды-компаньона, её массу нельзя измерить напрямую, как это делается для двойных звёзд по их движению по орбите. Сравнение эффективной температуры и болометрической светимости по сравнению с эволюционными треками массивных звёзд позволяет предположить, что начальная масса VY Большого Пса составляла 25 M⊙ (для вращающейся звезды) и текущая масса составляет 15 M⊙; по другой оценке начальная масса составляла 32 M⊙ (для невращающейся звезды), текущая масса составляет 19 M⊙[5], при возрасте звезды 8,2 млн лет[13]. Более ранние исследования обнаружили гораздо более высокие начальные массы (следовательно, и более высокие текущие массы); по этим оценкам, начальная масса VY CMa составляла 40—60 M⊙ на основе старых оценок светимости[9][15].

Потеря массы и окружение

Комбинированное оптическое и инфракрасное изображение VY Большого Пса. Яркая звезда в правом верхнем углу — τ Большого Пса.

VY CMa испускает сильный звёздный ветер и быстро теряет вещество из-за своей высокой светимости и довольно низкого ускорения свободного падения на поверхности. Её средний темп потери массы составляет 6⋅10−4 M⊙ в год, что является одним из самых высоких известных значений, в результате чего звезда имеет обширную оболочку из сброшенной материи[16][17][18]. Скорость потери массы, вероятно, превышала 10−3 M⊙ в год во времена крупнейших событий потери массы[16]. Подобные события потери массы, вероятно, вызванные конвекцией, происходили 70, 120, 200 и 250 лет назад. Сгусток вещества, потерянный звездой в период с 1985 по 1995 год, является гидроксильным мазерным источником[19].

VY CMa подсвечивает снаружи края облака в области дуги. В дополнение к этому, скорость молекулярного облака очень близка к скорости звезды. Это ещё раз указывает на связь этой звезды с молекулярным облаком, и, следовательно, с NGC 2362. Это означает, что VY CMa также расположена на расстоянии 1,5 кпк[20].

Температура

Старые оценки средней температуры давали предполагаемые значения ниже 3000 К на основе спектрального класса M5[21][22]. В 2006 году было рассчитано, что температура достигает 3650 K, что соответствует спектральному классу M2.5[23], однако обычно эту звезду рассматривают как звезду спектрального класса от M4 до M5. Если использовать шкалу температур для сверхгигантов поздних спектральных классов, которую предложила Эмили Левеск, то температуру VY CMa при спектральных классах M4—M5 можно оценить как 3450—3535 K[24]. Некоторые характерные изменения в её спектре соответствуют изменениям температуры.

Эволюция

VY CMa находится на стадии эволюции сверхгиганта, в её недрах происходит синтез углерода из гелия. Возможно, что она проходит стадию красного сверхгиганта уже второй раз за время своей жизни[25]. Как и Бетельгейзе, она теряет массу. Её будущая эволюция неясна в деталях, но, как ожидается, вспыхнет как сверхновая в течение следующих 100 000 лет[5][26][27]. Возможно, что это будет умеренно яркая и продолжительная сверхновая типа IIn (SN IIn), либо гиперновая, либо сверхяркая сверхновая (SLSN), сравнимая с SN 1988Z, или, что менее вероятно, как сверхновая типа Ib, но маловероятно, что она будет такой же яркой, как SN 2006tf или SN 2006gy[27].

Вспышка может быть связана с гамма-всплесками, и она создаст ударную волну со скоростью несколько тысяч километров в секунду, которая может воздействовать на окружающую оболочку материала и вызвать сильное излучение в течение многих лет после взрыва. Для такой массивной звезды остаток, скорее всего, будет чёрной дырой, а не нейтронной звездой[27].

До превращения в красный сверхгигант VY CMa была звездой главной последовательности класса O с массой от 30 до 40 M⊙[6].

История изучения

Первые известные наблюдения VY Большого Пса зафиксированы в звёздном каталоге Жозефа Жерома де Лаланда 7 марта 1801 года, в котором VY CMa указана как звезда седьмой звёздной величины. Дальнейшие наблюдения показали, что с 1850 года звезда тускнела[28].

Начиная с 1847 года, о VY CMa было известно, что эта звезда имеет малиновый оттенок[28]. В XIX веке наблюдатели обнаруживали у VY CMa по крайней мере шесть отдельных компонентов, предполагая возможность того, что это кратная звезда. Сейчас известно, что эти «компоненты» являются яркими участками окружающей звезду туманности. Визуальные наблюдения в 1957 году и изображения с высоким разрешением, сделанные в 1998 году, показали, что у VY CMa нет звёзд-спутников[28][6].

В 1976 году Чарльз Дж. Лада и Марк Дж. Рид опубликовали открытие яркого ореола молекулярного облака в 15 минутах дуги к востоку от VY CMa. Край этого облака граничит с ярким ободом звезды. Резкое увеличение яркости излучения вместе со снижением выброса газа натолкнуло учёных на мысль о том, что данное облако является частью туманности NGC 2362 и находится на том же расстоянии, что и расположенные рядом звёзды, составляющем 1,5 кпк и определяемом по диаграмме Герцшпрунга — Рассела[29].

Примечания

  1. ↑ 1 2 Fabricius C., Høg E., Makarov V. V., Mason B. D., Wycoff G. L., Urban S. E. The Tycho double star catalogue (англ.) // Astronomy and Astrophysics / T. Forveille — EDP Sciences, 2002. — Vol. 384, Iss. 1. — P. 180–189. — ISSN 0004-6361; 0365-0138; 1432-0746; 1286-4846 — doi:10.1051/0004-6361:20011822
  2. ↑ SIMBAD (англ.). — VY Большого Пса в базе данных SIMBAD. Дата обращения: 14 августа 2024.
  3. ↑ 1 2 Roberta M. Humphreys, VY Canis Majoris: The Astrophysical Basis of Its Luminosity Архивная копия от 20 декабря 2019 на Wayback Machine, Архив препринтов arxiv.org
  4. ↑ 1 2 3 Philip Massey, Emily M. Levesque, Bertrand Plez Bringing VY Canis Majoris Down to Size: An Improved Determination of Its Effective Temperature Архивная копия от 21 декабря 2018 на Wayback Machine, Архив препринтов arxiv.org, проверено 05-15-07
  5. ↑ 1 2 3 4 M. Wittkowski, P. H. Hauschildt, B. Arroyo Torres, J. M. Marcaide. Fundamental properties and atmospheric structure of the red supergiant VY CMa based on VLTI/AMBER spectro-interferometry // Astronomy & Astrophysics. — 2012-04. — Т. 540. — С. L12. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361/201219126.
  6. ↑ 1 2 3 Wittkowski, M.; Langer, N.; Weigelt, G. (October 27, 1998). «Diffraction-limited speckle-masking interferometry of the red supergiant VY CMa». Astronomy and Astrophysics (European Southern Observatory) 340: 39–42.
  7. ↑ Roberta M. Humphreys, L. Andrew Helton, Terry J. Jones. The 3D Morphology of VY Canis Majoris. I The Kinematics of the Ejecta // The Astronomical Journal. — 2007-06. — Т. 133, вып. 6. — С. 2716–2729. — ISSN 0004-6256. — doi:10.1086/517609.
  8. ↑ Philip Massey, Emily M. Levesque, Bertrand Plez, K. A. G. Olsen. The Physical Properties of Red Supergiants: Comparing Theory and Observations // Proceedings of the International Astronomical Union. — 2007-12. — Т. 3, вып. S250. — С. 97–110. — ISSN 1743-9213. — doi:10.1017/S1743921308020383.
  9. ↑ 1 2 Nathan Smith, Roberta M. Humphreys, Kris Davidson, Robert D. Gehrz, M. T. Schuster, Joachim Krautter. The Asymmetric Nebula Surrounding the Extreme Red Supergiant Vy Canis Majoris (англ.) // The Astronomical Journal. — 2001-02-01. — Vol. 121, iss. 2. — P. 1111. — ISSN 1538-3881. — doi:10.1086/318748.
  10. ↑ Viktor Zubko, Di Li, Tanya Lim, Helmut Feuchtgruber, Martin Harwit. Observations of Water Vapor Outflow from NML Cygnus // The Astrophysical Journal. — 2004-07-20. — Т. 610, вып. 1. — С. 427–435. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/421700.
  11. ↑ M. Wittkowski, N. Langer, G. Weigelt. Diffraction-limited speckle-masking interferometry of the red supergiant VY CMa // Astronomy and Astrophysics. — 1998-12-01. — Т. 340. — С. L39–L42. — ISSN 0004-6361. — doi:10.48550/arXiv.astro-ph/9811280.
  12. ↑ Yoon Kyung Choi, Tomoya Hirota, Mareki Honma, Hideyuki Kobayashi, Takeshi Bushimata, Hiroshi Imai, Kenzaburo Iwadate, Takaaki Jike, Seiji Kameno, Osamu Kameya, Ryuichi Kamohara, Yukitoshi Kan-ya, Noriyuki Kawaguchi, Masachika Kijima, Mi Kyoung Kim, Seisuke Kuji, Tomoharu Kurayama, Seiji Manabe, Kenta Maruyama, Makoto Matsui, Naoko Matsumoto, Takeshi Miyaji, Takumi Nagayama, Akiharu Nakagawa, Kayoko Nakamura, Chung Sik Oh, Toshihiro Omodaka, Tomoaki Oyama, Satoshi Sakai, Tetsuo Sasao, Katsuhisa Sato, Mayumi Sato, Katsunori M. Shibata, Yoshiaki Tamura, Miyuki Thushima, Kazuyoshi Yamashita. Distance to VY Canis Majoris with VERA // Publications of the Astronomical Society of Japan. — 2008-10-25. — Т. 60, вып. 5. — С. 1007–1012. — ISSN 0004-6264. — doi:10.1093/pasj/60.5.1007.
  13. ↑ 1 2 B. Zhang, M. J. Reid, K. M. Menten, X. W. Zheng. Distance and Kinematics of the Red Hypergiant VY CMa: Very Long Baseline Array and Very Large Array Astrometry // The Astrophysical Journal. — 2012-01-01. — Т. 744. — С. 23. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/0004-637X/744/1/23.
  14. ↑ Humphreys, Roberta (October 13, 2006). «VY Canis Majoris: the astrophysical basis of its luminosity». arXiV. arXiv: astro-ph/0610433 Архивная копия от 20 мая 2019 на Wayback Machine.
  15. ↑ G. R. Knapp, G. Sandell, E. I. Robson. The Dust Content of Evolved Circumstellar Envelopes and the Optical Properties of Dust at Submillimeter to Radio Wavelengths // The Astrophysical Journal Supplement Series. — 1993-09-01. — Т. 88. — С. 173. — ISSN 0067-0049. — doi:10.1086/191820.
  16. ↑ 1 2 Dinesh Shenoy, Roberta M. Humphreys, Terry Jay Jones, Massimo Marengo, Robert D. Gehrz, L. Andrew Helton, William F. Hoffmann, Andrew J. Skemer, Philip M. Hinz. Searching for Cool Dust in the Mid-to-Far Infrared: the Mass Loss Histories of The Hypergiants $\mu$ Cep, VY CMa, IRC+10420, and $\rho$ Cas // The Astronomical Journal. — 2016-03-01. — Т. 151, вып. 3. — С. 51. — ISSN 0004-6256. — doi:10.3847/0004-6256/151/3/51.
  17. ↑ E. M. L. Humphreys, K. Immer, M. D. Gray, E. De Beck, W. H. T. Vlemmings, A. Baudry, A. M. S. Richards, M. Wittkowski, K. Torstensson, C. De Breuck, P. Moller, S. Etoka, M. Olberg. Simultaneous 183 GHz H2O Maser and SiO Observations Towards Evolved Stars Using APEX SEPIA Band 5 // Astronomy & Astrophysics. — 2017-07. — Т. 603. — С. A77. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361/201730718.
  18. ↑ Roberta M. Humphreys, Kris Davidson, Gerald Ruch, George Wallerstein. High Resolution, Long - Slit Spectroscopy of VY CMa: The Evidence for Localized High Mass Loss Events // The Astronomical Journal. — 2005-01. — Т. 129, вып. 1. — С. 492–510. — ISSN 0004-6256. — doi:10.1086/426565.
  19. ↑ Roberta M. Humphreys, Kris Davidson, A. M. S. Richards, L. M. Ziurys, Terry J. Jones, Kazunori Ishibashi. The Mass-Loss History of the Red Hypergiant VY CMa // The Astronomical Journal. — 2021-03-01. — Т. 161, вып. 3. — С. 98. — ISSN 0004-6256. — doi:10.3847/1538-3881/abd316.
  20. ↑ Lada, C. J.; Reid, M. (March 1976). «The discovery of a molecular cloud associated with VY CMa». Bulletin of the American Astronomical Society (American Astronomical Society) 8: 322.
  21. ↑ J. D. Monnier, R. Millan-Gabet, P. G. Tuthill, W. A. Traub, N. P. Carleton, V. Coudé du Foresto, W. C. Danchi, M. G. Lacasse, S. Morel, G. Perrin, I. L. Porro, F. P. Schloerb, C. H. Townes. High-Resolution Imaging of Dust Shells by Using Keck Aperture Masking and the IOTA Interferometer // The Astrophysical Journal. — 2004-04-01. — Т. 605. — С. 436–461. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/382218.
  22. ↑ P. Le Sidaner, T. Le Bertre. Optical and infrared observations of 27 oxygen-rich stars. Modelling of the circumstellar dust shells. // Astronomy and Astrophysics. — 1996-10-01. — Т. 314. — С. 896–908. — ISSN 0004-6361.
  23. ↑ Massey, Philip; Levesque, Emily M.; Plez, Bertrand (August 1, 2006). «Bringing VY Canis Majoris down to size: an improved determination of its effective temperature». The Astrophysical Journal 646 (2): 1203—1208. arXiv: astro-ph/0604253 Архивная копия от 19 мая 2019 на Wayback Machine. Bibcode 2006ApJ…646.1203M Архивная копия от 10 апреля 2019 на Wayback Machine. doi: 10.1086/505025
  24. ↑ Emily M. Levesque, Philip Massey, K. A. G. Olsen, Bertrand Plez, Eric Josselin, Andre Maeder, Georges Meynet. The Effective Temperature Scale of Galactic Red Supergiants: Cool, But Not As Cool As We Thought // The Astrophysical Journal. — 2005-08. — Т. 628, вып. 2. — С. 973–985. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/430901.
  25. ↑ Roberta M. Humphreys. LBVs, hypergiants and impostors — the evidence for high mass loss events (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2016-07. — Vol. 728, iss. 2. — P. 022007. — ISSN 1742-6596. — doi:10.1088/1742-6596/728/2/022007.
  26. ↑ J. Alcolea, V. Bujarrabal, P. Planesas, D. Teyssier, J. Cernicharo, E. De Beck, L. Decin, C. Dominik, K. Justtanont, A. de Koter, A. P. Marston, G. Melnick, K. M. Menten, D. A. Neufeld, H. Olofsson, M. Schmidt, F. L. Schöier, R. Szczerba, L. B. F. M. Waters. HIFISTARS Herschel/HIFI observations of VY Canis Majoris. Molecular-line inventory of the envelope around the largest known star // Astronomy & Astrophysics. — 2013-11. — Т. 559. — С. A93. — ISSN 0004-6361. — doi:10.1051/0004-6361/201321683.
  27. ↑ 1 2 3 Nathan Smith, Kenneth H. Hinkle, Nils Ryde. Red supergiants as potential Type IIn supernova progenitors: Spatially resolved 4.6 micron CO emission around VY CMa and Betelgeuse // The Astronomical Journal. — 2009-03-01. — Т. 137, вып. 3. — С. 3558–3573. — ISSN 0004-6256. — doi:10.1088/0004-6256/137/3/3558.
  28. ↑ 1 2 3 Robinson, L. J. (December 7, 1971). «Three somewhat overlooked facets of VY Canis Majoris Архивная копия от 5 мая 2022 на Wayback Machine». Commission 27 of the I. A. U., Information Bulletin on Variable Stars (Konkoly Observatory, Budapest) (599).
  29. ↑ Lada, Charles J.; Reid, Mark J. (January 1, 1978). «CO observations of a molecular cloud complex associated with the bright rim near VY Canis Majoris». The Astrophysical Journal (American Astronomical Society) 219: 95-104. Bibcode 1978ApJ…219…95L Архивная копия от 17 августа 2023 на Wayback Machine. doi: 10.1086/155758

Литература