Откуда мы знаем, какая самая большая звезда?

Kurzgesagt утверждает, что самой большой (наблюдаемой) звездой во Вселенной будет Стивенсон 2-18 , что соответствует Википедии:

Это одна из крупнейших известных звезд, если не самая большая, и один из самых ярких красных сверхгигантов с предполагаемым радиусом примерно в 2150 раз больше, чем у Солнца, что соответствует объему почти в 10 миллиардов раз больше, чем у Солнца.

Кроме того, Википедия говорит

Рассеянное скопление Стефенсон-2 было обнаружено американским астрономом Чарльзом Брюсом Стефенсоном в 1990 году по данным, полученным с помощью съемки в глубоком инфракрасном диапазоне.

Я наткнулся на это утверждение по двум причинам:

  1. Обзор был сделан в 2010 году, поэтому, если мы снова проведем обзор с более новыми данными с более высоким разрешением (которые, я полагаю, у нас могут быть в это время), найдем ли мы другие объекты еще большего размера?
  2. Откуда мы уверены, что St2-18 действительно был самым крупным объектом в данном обзоре? Технически говоря, нужно было бы вычислять хотя бы расстояние или светимость для каждого объекта обзора?

В двух словах: насколько мы уверены (в процентах), что прямо сейчас, в 2020 году, St2-18 по-прежнему остается самой крупной наблюдаемой звездой?

Связанный

Ответы (1)

Как заявил @uhoh, существует принципиальное различие между тем, что в принципе «наблюдается», и тем, что мы «наблюдаем» на сегодняшний день.

Кроме того, вы должны указать, говорите ли вы о самом большом по радиусу или самом большом по массе. Для звезд с очень большими радиусами, таких как система St2-18, на которую вы ссылались, они часто не могут даже ограничить массу! И когда они могут, они получают довольно маленькие массы, т.е. UY Scuti.. Звезды, особенно звезды с большой массой, с возрастом обычно увеличиваются в радиусе, но с возрастом теряют массу. Поэтому неудивительно, что красные сверхгиганты с очень большими радиусами (поскольку они находятся на поздней стадии своей звездной эволюции) и малыми массами неудивительны. Но теория, стоящая за звездами-сверхгигантами, очень сложна и до сих пор неопределенна, что делает измерения массы очень и очень трудными (и, следовательно, обычно не предпринимаются попытки), поскольку для измерения массы требуется какое-то двойное взаимодействие или хорошо понятая модель звездной атмосферы (которой не хватает). для сверхгигантов я так понимаю).

Что касается того, что «наблюдается», имейте в виду, что это быстро меняющийся ландшафт: например, обнаружение гравитационными волнами черных дыр промежуточной массы предполагает, что они, возможно, образуются в результате коллапса ядер сверхмассивных звезд (среди других возможностей). И ссылка на вопрос «каков теоретический предел размера звезды», который вы предоставили, содержит много ответов, которые объясняют, насколько неопределенным является такой теоретический предел для массы и радиуса.

Что касается «наблюдаемых» систем, вы должны принять во внимание планки погрешностей измерения массы звезд. Крупнейшая наблюдаемая звезда с известной массой, которая имеет приличную полосу погрешностей, — это звезда Вольфа-Райе R136a1 . Полный список смотрите здесь .

Сказав это, вы спросили,

Насколько мы уверены (в процентах), что прямо сейчас, в 2020 году, St2-18 по-прежнему остается крупнейшей наблюдаемой звездой?

Конечно, всегда существует вероятность того, что при новом обзоре с лучшим разрешением, большим полем зрения и т. д. во Вселенной могут оказаться еще более крупные звезды. Это зоопарк! Мы были удивлены, обнаружив звезды размером с St2-18, так почему же Вселенная остановилась на этом, а? В принципе МОЖЕТ БЫТЬ КАКАЯ-ТО причина, которая запрещает более крупные звезды, но Вселенная продолжает предоставлять нам все более и более крупные звезды для размышлений, так что нет причин априори предполагать это. Что касается съемки, о которой вы конкретно спрашиваете, то в вики-статье есть хорошее обсуждение, объясняющее большую неопределенность в определении радиуса St2-18, т.е. правильно ли мы считаем его частью скопления или нет, чтобы делать предположения о его расстояние и т.д...:

Расчет для нахождения болометрической светимости путем подгонки спектрального распределения энергии (SED) дает звезде светимость почти 440 000 L☉ с эффективной температурой 3200 K, что соответствует очень большому радиусу 2150 R☉ (1,50 × 109 км; 10,0 а.е.; 930 000 000 миль), [a], что было бы значительно больше и ярче, чем теоретические модели самых больших и самых ярких возможных красных сверхгигантов (примерно 1500 R ☉ и 320 000 L ☉ соответственно). ] Альтернативный, но более старый расчет 2010 г., по-прежнему предполагающий принадлежность к скоплению Стефенсона 2 на частоте 5,5 кпк, но основанный на потоках 12 и 25 мкм, дает гораздо более низкую и относительно скромную светимость 90 000 L☉. Более новый расчет, основанный на интегрировании SED и предполагающем расстояние 5,8 кпк, дает болометрическую светимость 630,

Наконец, вы спросили

Откуда мы уверены, что St2-18 действительно был самым крупным объектом в данном обзоре? Технически говоря, нужно было бы вычислять хотя бы расстояние или светимость для каждого объекта обзора?

Я быстро просмотрел отчет об опросе , и кажется, что это на самом деле неясно. Имейте в виду, что они исследовали несколько разных скоплений, Стефенсон № 2 был лишь одним из них. Таблицы в конце статьи ясно показывают это . Однако они только перечисляют технические свойства и даже не пытаются ограничить радиусы для всех этих звезд. Так что я бы воспринял это с недоверием.

Спасибо за очень убедительный ответ на мой вопрос (вопросы) и, в частности, за подсказку о планках погрешностей для массы.
@B--rian С удовольствием! Прочтите эту замечательную статью о будущих возможностях наблюдения за сверхмассивными звездами iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aaf80d .