Stephenson 2-18

Stevenson 2-18 (také známý jako RSGC2-18 a Stevenson 2 DFC 1 ) je jasně červený veleobr nebo hyperobr , který je členem hvězdokupy Stevenson 2 v galaxii Mléčná dráha . V současné době je to největší známá hvězda , která převzala vedení od UY Scutum [6] [7] , a jeden z nejjasnějších studených veleobrů, s naměřeným poloměrem 2150 slunečních poloměrů (1,501×10 9 km; 10,04 AU) as svítivost 437 000 svítivosti Slunce [6] . Předpokládá se, že efektivní teplota této hvězdy je 3200 K. Pokud ji umístíte do středu sluneční soustavy, pak její fotosféra pohltí oběžnou dráhu Saturnu [8] . Vzdálenost k Zemi dosahuje 18 910 světelných let [3] [9] [10] .

Historie

Otevřená hvězdokupa Stevenson 2 byla objevena americkým astronomem Charlesem Brucem Stevensonem v roce 1990 pomocí dat z hluboké infračervené termografie [1] [11] . Hvězdokupa Stevenson 2, také známá jako RSGC2, je jednou z několika masivních otevřených hvězdokup v souhvězdí Scutum , z nichž každá obsahuje několik červených veleobrů [12] .

Při počáteční analýze vlastností hvězdokupy získala nejjasnější hvězda v oblasti kupy identifikátor 1. O něco později však byla hvězda z hvězdokupy Stevenson 2 vyloučena kvůli její vnější poloze, anomálně vysoké jasnosti a atypickému vlastnímu pohybu . a byl klasifikován jako nepříbuzní červení supergianti [1] .

V pozdější studii dostala stejná hvězda číslo 18 a byla přiřazena ke vzdálené skupině hvězd nazvané Stevenson 2 SW, o které se předpokládá, že je ve stejné vzdálenosti od jádra hvězdokupy. Pro hvězdu se často používá označení St2-18 (zkratka pro Stephenson 2-18) v návaznosti na číslování podle Deguchiho (2010) [13] [14] . Aby nedošlo k záměně při použití stejného čísla pro různé hvězdy a různých čísel pro stejnou hvězdu, je zápis z Davis (2007) [15] často uváděn jako předpona DFC, např. Stevenson 2 DFC 1.

V roce 2012 byl Stevenson 2-18 spolu s 56 dalšími červenými veleobry pozorován jako součást studie maserů červených veleobrů v celé galaxii. Studie určila vlastnosti těchto červených veleobrů pomocí australského dalekohledu Compact Array (ATCA) a modelu DUSTY. Stevenson 2-18 byl mezi uvedenými červenými veleobry [13] .

Ve stejném roce byla znovu pozorována za účelem studia typů kosmických maserů na hvězdách červených veleobrů v kupách. Stephenson 2-18 byl identifikován jako non-Stephenson 2 hvězda na základě rozdílů v radiální rychlosti [16] během studie Stephenson 2-18 . V roce 2013, během studia červených veleobrů shluku Stevenson 2, byl zaznamenán Stevenson 2-18 (označený jako D1) a získal spektrum, ve kterém byl určen jeho spektrální typ. V několika pozdějších studiích byla hvězda popsána jako „červený supergiant velmi pozdního typu“ [17] .

Fyzikální vlastnosti

Evoluční fáze

St2-18 vykazuje rysy a vlastnosti vysoce svítivého červeného veleobra se spektrálním typem M6, což je pro hvězdu veleobra neobvyklé [18] . To z ní dělá jednu z nejextrémnějších hvězd v Mléčné dráze . Zaujímá pravý horní roh Hertzsprung-Russellova diagramu  , oblast charakteristickou pro výjimečně velké a svítivé nízkoteplotní hvězdy.

Stevenson 2-18 je obvykle klasifikován jako červený veleobr , částečně kvůli profilu široké linie [19] . Nicméně výrazný infračervený přebytek (naznačující možnou epizodu extrémní ztráty hmoty) vedl autory Davise (2007) k tvrzení, že hvězda by mohla být červený hyperobr jako VY Canis Majoris . Stevenson 2-18 je také údajně na pokraji vyvržení svých vnějších vrstev a vyvinutí se v jasně modrou proměnnou (LBV) nebo Wolf-Rayetovu (WR) hvězdu [19] .

Svítivost

Jeden výpočet k určení svítivosti hvězdy proložením spektrální distribuce energie (SED) pomocí modelu DUSTY dává hvězdu svítivost téměř 440 000 L☉ . [13] .

Alternativní, ale starší výpočet z roku 2010, stále za předpokladu, že hvězda patří do hvězdokupy Stevenson 2, dává mnohem nižší a relativně skromnou svítivost 90 000 L☉ [14] .

Novější výpočet založený na integraci SED (na základě publikovaných toků) a za předpokladu vzdálenosti ke hvězdě 5,8 kiloparseků dává bolometrickou svítivost 630 000 L☉ [20] .

Teplota

Teplota hvězdného povrchu 3200 K byla vypočtena v roce 2012 proložením spektrální distribuce energie (SED) pomocí modelu DUSTY, díky čemuž je mnohem chladnější než nejchladnější červení supergianti předpovídaní teorií hvězdné evoluce (typicky kolem 3500 K) [21] .

Spektrální typ

Studie z roku 2013 určila spektrální typ Stevensona 2-18 jako M6, což je neobvyklé i pro červeného veleobra na základě jeho spektra a některých spektrálních vlastností. Mezi vlastnosti Stevensonova spektra 2-18 patří spektrální čáry oxidu titaničitého (TiO).

Velikost a hmotnost

Poloměr hvězdy je 2150 slunečních poloměrů (R☉ ) (1,501×10 9 km; 10,04 AU) a je přibližně 1 497 000 000 kilometrů, odvozeno z bolometrické svítivosti téměř 440 000 L☉ a odhadované efektivní teploty 3 200 K je mnohem více než teoretické modely největších červených veleobrů předpovídané teorií hvězdné evoluce (asi 1500 R☉) [22] . Za předpokladu, že je tato hodnota správná, udělá z hvězdy největšího známého červeného veleobra, jako jsou Antares A , Betelgeuse , VY Canis Major a UY Scuti .

Objem Stevensona 2-18 je přibližně 10 miliardkrát větší než objem Slunce [23] , nicméně s takovým rozdílem objemu je Stevenson 2-18 jen 50krát těžší než Slunce [24] .

Ztráta hmoty

Výzkumníci odhadují, že míra ztráty hmoty Stevensona 2-18 je přibližně 1,35×10 −5 hmotností Slunce (M☉) za rok, což je jedna z nejvyšších rychlostí u známých veleobrů. Je možné, že Stevenson 2-18 nedávno prodělal epizodu extrémního úbytku hmoty, což se vysvětluje jeho významným infračerveným přebytkem [19] .

Otázka nalezení hvězdy v hvězdokupě Stevenson 2

Už nějakou dobu se diskutuje o tom, zda je tato hvězda skutečně součástí předpokládané hvězdokupy. Spory byly způsobeny tím, že její radiální rychlost je nižší než u ostatních hvězd v kupě, ale některé spektrální indikátory naznačují, že hvězda do kupy patří, některé zdroje tvrdí, že hvězda nemusí být obr v popředí [18] ; novější studie však považují hvězdu za nepravděpodobného člena hvězdokupy Stevenson 2 kvůli jejím extrémním a kontroverzním vlastnostem [25] .

Pomocí radiálních rychlostí hvězdy určených z emise SiO maseru a absorpce CO IR řada studií maserů červeného superobra v masivních hvězdokupách považovala Stevensona 2-18 za červeného veleobra, který není příbuzný se Stevensonem 2 kvůli jeho nižší radiální rychlosti, která se liší. významně od ostatních hvězd z hvězdokupy Stevenson 2 [25] .

Poznámky

1. ↑ Pomocí Stefanova-Boltzmannova zákona s efektivní teplotou Slunce 5772 K: .

1. ↑ 1 2 3 4 Davies, B.; Figer, D.F.; Kudritzki, R.P.; MacKenty, J.; Najarro, F.; Herrero, A. (2007). „Masivní shluk červených supergiantů na základně ramene Scutum-Crux“. The Astrophysical Journal . 671 (1): 781-801. arXiv : 0708.0821 . Bibcode : 2007ApJ...671..781D . DOI : 10.1086/522224 .
2. ↑ 1 2 3 4 5 Brown, AGA a kol. Gaia Data Release 2: Souhrn obsahu a vlastností průzkumu  // Astronomy and Astrophysics  : journal  . - EDP Sciences , 2018. - Srpen ( vol. 616 ). — P.A1 . - doi : 10.1051/0004-6361/201833051 . — . - arXiv : 1804.09365 . Záznam Gaia DR2 pro tento zdroj na VezieR .
3. ↑ 1 2 Cutri, R.M.; Skrutskie, M.F.; Van Dyk, S.; Beichman, CA; Tesař, JM; Chester, T.; Cambresy, L.; Evans, T.; Fowler, J.; Gizis, J.; Howard, E.; Huchra, J.; Jarrett, T.; Kopan, E. L.; Kirkpatrick, JD; Light, R.M.; Marsh, K.A.; McCallon, H.; Schneider, S.; Stiening, R.; Sykes, M.; Weinberg, M.; Wheaton, W.A.; Wheelock, S.; Zacarias, N. (2003). “Online datový katalog VizieR: 2MASS All-Sky katalog bodových zdrojů (Cutri+ 2003)”. VizieR On-line katalog dat: II/246. Původně vydáno v: 2003yCat.2246....0C . 2246 : 0. Bibcode : 2003yCat.2246....0C .
4. ↑ Negueruela, I.; González-Fernández, C.; Dorda, R.; Marco, A.; Clark, J. S. (2013). "Populace supergiantů typu M v hvězdokupě Stephenson 2." Řada publikací Eas . 60 : 279. arXiv : 1303,1837 . Bibcode : 2013EAS....60..279N . DOI : 10.1051/eas/1360032 . S2CID  119232033 .
5. ↑ 1 2 3 Fok, Thomas KT; Nakashima, Jun-Ichi; Yung, Bosco HK; Hsia, Chih-Hao; Deguchi, Shuji (2012). "Maserova pozorování Westerlund 1 a komplexní úvahy o Maserových vlastnostech červených supergiantů spojených s masivními kupami." The Astrophysical Journal . 760 (1): 65. arXiv : 1209,6427 . Bibcode : 2012ApJ...760...65F . DOI : 10.1088/0004-637X/760/1/65 . S2CID  53393926 .
6. ↑ 1 2 Stephenson 2-18: Největší hvězda ve vesmíru – Cosmoknowledge archivováno 10. srpna 2020 na Wayback Machine
7. ↑ Tady je, skutečná superstar! Stevenson 2-18 je v současnosti největší hvězdou ve vesmíru Archivováno 14. dubna 2021 na Wayback Machine Yandex. Zen
8. ↑ Stephenson 2-18 – hvězda červeného superobra –   bod přidělení ? . Staženo: 8. července 2022.  (neurčitý)
9. ↑ Stevenson 2-18. Největší známá hvězda . livespace.ru _ Obytný prostor. Získáno 11. září 2021. Archivováno z originálu 11. září 2021. (Ruština)
10. ↑ Největší hvězda ve vesmíru . Kosmolog. Získáno 11. září 2021. Archivováno z originálu 11. září 2021. (neurčitý)
11. ↑ Stephenson, CB (1990). "Možná nová a velmi vzdálená galaktická kupa." Astronomický časopis . 99 : 1867. Bibcode : 1990AJ.....99.1867S . DOI : 10.1086/115464 .
12. ↑ Negueruela, I.; González-Fernández, C.; Marco, A.; Clark, J.S.; Martinez-Núñez, S. (2010). "Další shluk červených veleobrů blízko RSGC1." Astronomie a astrofyzika . 513 : A74. arXiv : 1002.1823 . Bibcode : 2010A&A...513A..74N . DOI : 10.1051/0004-6361/200913373 .
13. ↑ 1 2 3 Thomas KT Fok, Jun-ichi Nakashima, Bosco HK Yung, Chih-Hao Hsia, Shuji Deguchi. Maserova pozorování Westerlund 1 a komplexní úvahy o Maserových vlastnostech červených supergiantů spojených s masivními shluky  // The Astrophysical Journal. — 20. 11. 2012. - T. 760 , č.p. 1 . - S. 65 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/760/1/65 .
14. ↑ 1 2 S. Deguchi, J. Nakashima, Y. Zhang, SSN Chong, K. Koike. Pozorování SiO a H2O Maserů červených supergiantů ve hvězdokupách vložených do galaktického disku  // Publikace Japonské astronomické společnosti. — 25. 4. 2010. - T. 62 , č.p. 2 . — S. 391–407 . — ISSN 2053-051X 0004-6264, 2053-051X . - doi : 10.1093/pasj/62.2.391 .
15. ↑ Ignacio Negueruela, Carlos Gonzalez-Fernandez, Amparo Marco, J. Simon Clark, Silvia Martinez-Nunez. Další shluk červených veleobrů blízko RSGC1  // Astronomie a astrofyzika. — 2010-04. - T. 513 . - S. A74 . — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746 . - doi : 10.1051/0004-6361/200913373 .
16. ↑ L. Verheyen, M. Messineo, K. M. Menten. Emise SiO maseru z červených veleobrů napříč Galaxií: I. Cíle v masivních hvězdokupách  // Astronomy & Astrophysics. — 2012-05. - T. 541 . - S. A36 . — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746 . - doi : 10.1051/0004-6361/201118265 .
17. ↑ Ignacio Negueruela. Shluky bohaté na červené veleobry  //  Sborník Mezinárodní astronomické unie. — 2015-08. — Sv. 11 , iss. A29B . — S. 461–463 . — ISSN 1743-9221 1743-9213, 1743-9221 . - doi : 10.1017/S1743921316005858 .
18. ↑ 1 2 Ignacio Negueruela, Carlos González-Fernández, Ricardo Dorda, Amparo Marco, J. Simon Clark. Populace supergiantů typu M v hvězdokupě Stephenson 2  // EAS Publications Series. - 2013. - T. 60 . — S. 279–285 . - ISSN 1638-1963 1633-4760, 1638-1963 . - doi : 10.1051/eas/1360032 .
19. ↑ 1 2 3 Ben Davies, Don F. Figer, Rolf-Peter Kudritzki, John MacKenty, Francisco Najarro. Mohutný shluk červených supergiantů na úpatí ramene Scutum-Crux  // The Astrophysical Journal. — 2007-12-10. - T. 671 , č.p. 1 . — S. 781–801 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1086/522224 .
20. ↑ Ignacio Negueruela, Amparo Marco, Carlos González-Fernández, Fran Jiménez-Esteban, J. Simon Clark. Rudí veleobri kolem zakryté otevřené hvězdokupy Stephenson 2  // Astronomie a astrofyzika. — 2012-11. - T. 547 . - S. A15 . — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746 . - doi : 10.1051/0004-6361/201219540 .
21. ↑ Emily M. Levesque, Philip Massey, KAG Olsen, Bertrand Plez, Eric Josselin. Efektivní teplotní stupnice galaktických červených supergiants: Cool, ale ne tak cool, jak jsme si mysleli  //  The Astrophysical Journal. — 2005-08. — Sv. 628 , iss. 2 . — S. 973–985 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1086/430901 .
22. ↑ Emily M. Levesque, Philip Massey, KAG Olsen, Bertrand Plez, Eric Josselin. Efektivní teplotní stupnice galaktických červených supergiantů: Cool, ale ne tak cool, jak jsme si mysleli  // The Astrophysical Journal. — 2005-08. - T. 628 , č.p. 2 . — S. 973–985 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1086/430901 .
23. ↑ Stephenson (Stephenson) 2-18  (ruština)  ? . cosmosplanet.ru (14. srpna 2020). Staženo: 14. července 2022.  (neurčitý)
24. ↑ STEVENSON, OBJEM 10 MILIARDkrát PŘEKROČIL SLUNCE  (ruština)  ? . Staženo: 14. července 2022.  (neurčitý)
25. ↑ 1 2 Roberta M. Humphreys, Greta Helmel, Terry J. Jones, Michael S. Gordon. Zkoumání historie masových ztrát červených supergiantů  // The Astronomical Journal. — 2020-09-02. - T. 160 , č.p. 3 . - S. 145 . — ISSN 1538-3881 . doi : 10.3847 /1538-3881/abab15 .