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大犬座VY

大犬座VY（VY Canis Majoris，VY CMa）是一颗位于大犬座的红超巨星或红特超巨星，距离地球3900光年，视星等7.95。据推测，其质量约为30～40倍太阳质量，半径约有1,420倍太阳半径。大犬座VY不仅巨大，光度也有太阳的50万倍之多，是光度最高的恒星之一，因此也被归为特超巨星。它和其他大部分出现在联星或多重星系统中的特超巨星不同的是，它是单一恒星。大犬座VY同时也是变光周期约2000日的半规则变星。平均密度是5到10mg/m3。

VY Canis Majoris

太阳与大犬座VY大小比较
观测资料
历元 J2000
星座 大犬座
星官
赤经 07h 22m 58.33s[1]
赤纬 −25° 46′ 03.17″[1]
视星等（V） 6.5 to 9.6[2]
7.9607[3]
特性
光谱分类M3[1]-M5e Ia[4]
B−V 色指数2.24[1]
变星类型半规则变星[5]
天体测定
径向速度 (Rv)49 ± 10[1] km/s
自行 (μ) 赤经：9.84[1] mas/yr
赤纬：0.75[1] mas/yr
视差 (π)0.83 ± 0.1[6] mas
距离approx. 3,900 ly
(approx. 1,200 pc)
详细资料
质量~30[7]-40[8] M☉
半径~1400左右[9] R☉
亮度~450,000[10][11] L☉
温度~3000[11] K
其他命名

如果将大犬座VY放在太阳系中心，它的表面位置将会在土星轨道之外；不过也有天文学家认为该恒星半径应是小得多，大约600倍的太阳半径，在火星轨道之外[12]。

发现与恒星性质

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大犬座VY首次观测纪录是1801年3月7日法国天文学家热罗姆·拉朗德将它以一颗视星等7等恒星记录在他的星表中。之后在19世纪研究其光度时认为他的星等在1850年开始下降[13]。

自1847年开始已知大犬座VY是一颗深红色恒星[13]。19世纪的观测发现大犬座VY有至少六个明亮的分离区域，因此认为它可能是一个多重星。今日我们知道这些明亮区域其实是大犬座VY周围云气的明亮部分。1957年的光学观测和1998年的高分辨率观测都确认大犬座VY没有伴星[7][13]。

大犬座VY是一颗高光度的M型恒星，表面有效温度约3000K，在赫罗图位于右上角，因此它成为超巨星的过程被认为是相当复杂。而它可能原本是O型主序星[11]，质量是30到40M☉[7]。

距离量测

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恒星距离可以使用地球绕太阳公转时产生的视差量测。但是大犬座VY的视差过小，且误差过大而无法使用此法[14]。

1976年查尔斯·拉达（Charles J. Lada）和马克·里德（Mark J. Reid）在大犬座VY东方15角分处发现一个分子云。该分子云的边缘有一个明亮的环，在环处有明显的一氧化碳谱线强度大幅下降，且 12
CO 谱线强度上升状况被观测到，这两个状况可能分别代表分子的破坏和环与分子云之间有加热现象。拉达和里德假设分子云和地球的距离与疏散星团NGC 2362和地球的距离相同，因此星团中的恒星将环中的分子电离了。NGC 2362和地球的距离以颜色－星等图判定是1500 ± 500秒差距[11]。

大犬座VY位于环的一角，因此它可能和分子云有关联。此外，分子云的速度非常接近大犬座VY的径向速度。这近一步显示大犬座VY和分子云以及星团NGC 2362相关，这意味着大犬座VY的距离也是1500秒差距[15]。

大型无线电望远镜阵列使用VLBI测量方法，可以更精确的测量视差。使用 VLBI 搭配水迈射可以观测到大犬座VY距离我们1.14+0.11
−0.09千秒差距[16]。使用 VLBI 搭配SiO迈射量到的距离则是1.20+0.13
−0.10千秒差距[6]。 盖亚任务可以让我们获得更精确的资料。

体积

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从左到右分别是相当于一个画素大小的太阳、手枪星、黄特超巨星仙后座ρ、参宿四和大犬座VY
 
太阳系行星与其他知名恒星的比较，包含大犬座VY


1. 水星 < 火星 < 金星 < 地球
2. 地球 < 海王星 < 天王星 < 土星 < 木星
3. 木星 < 沃夫359 < 太阳 < 天狼星
4. 天狼星 < 北河三 < 大角星 < 毕宿五
5. 毕宿五 < 参宿七 < 心宿二 < 参宿四
6. 参宿四 < 造父四 < 仙王座VV <大犬座VY
7. 大犬座VY < 盾牌座UY

备注：上述第7点的大犬座VY及大小比较说明: 科学家现今已经发现一颗比大犬座VY更大的恒星，它就是盾牌座UY，这颗恒星是位于盾牌座里的红色超巨星，是至今人类已知体积最大的恒星，但目前这个头衔已被史蒂文森2-18取代。


明尼苏达大学教授萝勃塔·韩福瑞（Roberta M. Humphreys）预测大犬座VY CMa 的直径大约是1800到2100太阳半径[9]。如果将大犬座VY放在太阳系中心，它的直径将超过土星轨道（约9天文单位）。假设它的半径是太阳的2100倍，光绕行它一周的时间要8.5小时，而光绕行太阳一周时间为14.5秒。而它的体积相当于7×1015个地球[17]或平均体积为1.05×1037立方米。

如果地球是一个直径1公分球体，太阳是距离117米之外直径109公分的球体，照以上比例换算大犬座VY预测最大直径大约是2.3公里。根据最近甚大望远镜的观测结果显示其直径大约是1,420± 120倍太阳半径[18]。

光度

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2006年萝勃塔·韩福瑞以大犬座VY的光谱能量分布距离计算它的光度。因为大多数辐射都被恒星周围云气中的尘埃阻挡，韩福瑞的积分计算中把通过整个云气的总辐射计算进去，结果是它的光度为4.3×105 L☉[9][19]。

争议

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大犬座VY爆发时喷出大量气体[20]。

天文学界对大犬座VY的大小有很大的争议，一种观点认为，这颗星是一个巨大明亮的红色特超巨星[9]。而另一种观点认为，它只是一个普通的红超巨星，直径只有太阳的600倍[12]。

除了体积以外，大犬座VY的光度也是争议论点。韩福瑞认为可见光测光是不够的，因为恒星周围的尘埃会使可见光波长变长而变成红外线[9]。

大犬座VY也出现了如何界定这类巨大恒星“表面”（以及半径）的问题。它的平均密度是0.000005到0.000010 kg/m3，少于地球海平面大气密度千分之一。因为恒星密度会随深度变化（进行核聚变的核心密度必须极高），因此恒星表面的密度比经由恒星质量和体积计算出的密度（质量除以体积，球体体积是 4/3 * pi * r3，pi 是圆周率，r 是半径）甚至是地球高层大气的密度要低。这代表了在技术上确定恒星半径的两难状况。例如像蟹状星云这样的超新星遗迹就有一个极高密度的“核心”（中子星）和周围广达11光年的“大气层”；而太阳的半径界定从未将日冕计算进去。这里更大的问题是太阳的日冕温度和密度都比大犬座VY的“表面”来得高。而至今尚未建立一个恒星喷发层是否属于恒星半径范围的分界线。

预期寿命

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大犬座VY目前的状态非常不稳定，并且将相当大量的物质喷发进入周围的云气。天文学家以哈伯太空望远镜观测后预测它将会在之后10万年内以极超新星结束生命[21]。

理论上极超新星会产生伽玛射线暴，会使星系中部分区域受到破坏，并毁灭附近数光年内的生命；不过目前地球附近并没有距离近到足以造成威胁的特超巨星。

参见

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参考资料

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  2. ^ GCVS Query=VY CMa. General Catalogue of Variable Stars @ Sternberg Astronomical Institute, Moscow, Russia. [2010-11-24]. （原始内容存档于2019-02-21）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Hipparchos catalogue: query form. CASU Astronomical Data Centre. Cambridge Astronomical Survey Unit. 2006 [March 10, 2009]. （原始内容存档于2016年3月3日）. 
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  17. ^ 假设大犬座VY半径9.58天文单位时，体积为1.23×1037 m3；地球的体积是1.08×1021 m3，两者比例是1.14×1016或11.4千兆
  18. ^ 引用错误：没有为名为Wittkowski_vlti的参考文献提供内容
  19. ^ Spectrum of massive star VY Canis Majoris. ESA Herschel. [2011-11-15]. （原始内容存档于2011-08-29）. 
  20. ^ HubbleSite: Astronomers Map a Hypergiant Star's Massive Outbursts. [2012-03-25]. （原始内容存档于2016-12-21）. 
  21. ^ 存档副本. [2011-06-14]. （原始内容存档于2001-02-26）. 

延伸阅读

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外部链接

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