可观测Universe第15章 盾牌座UY

盾牌座UY（恒星） · 描述：已知体积最大的恒星之一 · 身份：一颗红超巨星位于盾牌座距离地球约9500光年 · 关键事实：半径约为太阳的1700倍如果放在太阳系中心其表面将超过木星轨道。

盾牌座UY：宇宙中最“膨胀”的恒星传奇（第一篇） 引言：当恒星“胖”到能装下整个太阳系外围 在天文学的“恒星体型排行榜”上盾牌座UY（UY Scuti）始终稳坐前三甲——它的半径约为太阳的1700倍如果把这颗恒星放在太阳系中心其表面会轻松超过木星轨道（木星距太阳约5.2天文单位而盾牌座UY的半径相当于1.7万天文单位）。

换句话说若以它为中心画一个“太阳系”地球、火星、木星都会被它的“身体”吞噬连土星都要挤在它的“表皮”上。

这颗被称为“宇宙气球”的红超巨星不是科幻电影里的虚构天体而是真实存在于盾牌座的“巨无霸”。

它的存在挑战了人类对恒星大小的认知边界也为我们打开了一扇观察恒星晚年演化的“窗口”。

在这一篇幅里我们将从“身份确认”开始一步步拆解盾牌座UY的“膨胀密码”：它如何从一个蓝白色的大质量恒星变成今天的“宇宙巨球”？它的“胖”是暂时的还是必然的？它又将走向怎样的终点？ 一、盾牌座UY的“身份档案”：从模糊光斑到精准画像 要理解一颗恒星首先要明确它的“基础属性”——就像人类要先知道姓名、年龄、身高体重一样。

盾牌座UY的“身份卡”是天文学家用近200年的时间通过技术迭代一点点拼凑出来的。

1.1 基本参数：体积第一梯队的“恒星巨兽” 根据2020年欧洲南方天文台（ESO）用甚大望远镜干涉仪（VLTI）的最新测量盾牌座UY的核心数据如下： 光谱类型：M4Ia（红超巨星Ia型表示“亮超巨星”）； 半径：约1708倍太阳半径（R☉）——若太阳半径取69.6万公里盾牌座UY的半径就是1.2亿公里相当于地球到太阳距离的0.8倍； 质量：约20-40倍太阳质量（M☉）——这个数值看似不大但考虑到它已经膨胀到如此程度密度仅为太阳的10??倍（相当于地球大气密度的百万分之一）； 亮度：约34万倍太阳亮度（L☉）——尽管表面温度低（约3000K太阳是5778K）但因表面积巨大（是太阳的2.9×10?倍）总发光量仍远超太阳； 距离：约9500光年（通过视差法测量误差±10%）——位于盾牌座（Scutum）的银河系旋臂内侧靠近“盾牌-南十字座星协”。

1.2 测量之旅：从“大概”到“精确”的技术突破 盾牌座UY的参数并非一蹴而就而是天文学家跨越三个世纪的“技术接力”： 19世纪：光谱识别的开端——1860年德国天文学家威廉·沃格尔（Wilhelm Vogel）通过光谱仪观测到盾牌座UY的光谱发现其谱线以红光为主且有一条明显的“分子带”（TiO分子吸收线）判定它是一颗“红巨星”； 20世纪：哈勃的“距离校准”——1920年代哈勃望远镜的前身“胡克望远镜”通过造父变星法测量了盾牌座所在星团的距离间接修正了盾牌座UY的距离参数； 21世纪：干涉法的“精准画像”——2010年VLTI用“ amplitude interferometry”（振幅干涉）技术直接测量了盾牌座UY的角直径（约0.0005角秒）结合距离算出实际半径；2020年ESO的GRAVITY干涉仪进一步修正了质量参数确认其质量在20-40倍太阳之间。

1.3 命名由来：星座与编号的“巧合” 盾牌座UY的名字来自它在天空中的位置和编号： 盾牌座：一个小型星座位于天球赤道附近因形状像古代盾牌而得名； UY：是“博斯星表”（Boss General Catalogue）中的编号——1930年美国天文学家刘易斯·博斯（Lewis Boss）编制了包含10万颗恒星的星表盾牌座UY被标记为“UY Scuti”。

二、发现之旅：从“可疑恒星”到“宇宙巨无霸” 盾牌座UY的“成名”不是突然的“曝光”而是天文学家对“异常恒星”的持续追踪——它的“胖”曾让科学家困惑了近百年。

2.1 19世纪的“异常信号”：比红巨星更红的恒星 1860年沃格尔观测到盾牌座UY时它的光谱让他疑惑：为什么一颗恒星的温度这么低却这么亮？ 当时天文学家认为红巨星的亮度来自“体积膨胀”但盾牌座UY的亮度远超同期发现的红巨星这让沃格尔猜测：“它可能比我们想象中更‘胖’。

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