红超巨星:恒星里的大胖子

说到宇宙中最大的一些恒星,比如史蒂文森2-18大犬座大犬座VY,这类恒星的直径动不动就达到太阳直径的上千倍,体积达到太阳体积的几十亿倍,这类巨大的恒星都是属于一类叫做红超巨星的类别。

大犬座VY是宇宙中最大的恒星,属于红超巨星
大犬座VY是宇宙中最大的恒星,属于红超巨星

红超巨星指的是超巨星光谱类型为K型恒星M型恒星,它们是宇宙中体积最大的恒星,但是它们的质量并不是一定是最大的,亮度也不是最大的,比如BAT99-98的质量非常大,但是它是属于沃尔夫-拉叶星,红超巨星除了之前说的史蒂文森2-18和大犬座VY外,最著名的应该是参宿四心宿二了。

红超巨星作为恒星中的大胖子,它们最大的特点就是大,就是体积上单纯的大,半径通常是太阳半径的几百到上千倍,但是因为它们的质量相对并不如它们的体积这么突出,所以红超巨星的表面附近的物质其实非常稀疏,而且因为红超巨星在光谱上是红色的,所以这也意味着它们的表面温度比较低,一般红超巨星表面温度会低于4100K,作为对比,我们太阳的表面温度超过6000K。

红超巨星虽然体积很大,但是其表面温度却比较低
红超巨星虽然体积很大,但是其表面温度却比较低

尽管红超巨星表面比太阳“冷”很多,但是它们的亮度比太阳要大很多很多,毕竟这些红超巨星的表面积巨大无比,最终它们的亮度能够达到太阳亮度的数万到数十万倍。

相比较于红超巨星夸张的体积,它们的质量却显得不是很夸张,一般红超巨星的质量大约在10到40倍太阳质量之间,质量超过40倍太阳质量的主序星是不会膨胀和冷却变成红超巨星的。

因为红超巨星的半径很大,质量相对并不大,所以红超巨星表面的引力非常低,这就会导致红超巨星有非常极端的质量损失率,比太阳的质量损失率要高数百万倍,这些脱离恒星的物质在红超巨星周围形成可观测的星云。

在红超巨星生命末期,它们会失去初始质量的很大一部分质量,而且质量越大的红超巨星的质量损失率就越高,所有的红超巨星都会在一两百万年内耗尽其核心中的氦元素,然后继续开始碳核聚变,直到内部形成铁元素,最终不可避免的坍塌产生超新星爆发

红超巨星在损失大量质量后,会超新星爆发形成中子星或黑洞
红超巨星在损失大量质量后,会超新星爆发形成中子星或黑洞

当红超巨星核心从碳核聚变开始算起,到最终超新星爆发,这中间的时间不会超过几千年。

红超巨星的年龄必然不超过2500万年,而且这种大质量恒星一般只会在一些较大的星团中产生,而且在这些星团中能够形成的红超巨星数量也比较少,大多数红超巨星在星团中也都是单独存在的。目前最多红超巨星的星团是RSGC2(也称为史蒂文森2),其中包含了至少26颗红超巨星,这其中还有一颗是目前发现的宇宙中最大的星球:史蒂文森2-18。

总的来说,红超巨星作为恒星中的大胖子,在宇宙中相对还是比较少见的,但是它们又以超高的亮度使得它们在遥远的距离上依然能够被发现。

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