特超巨星

赫羅圖光譜型態(tài)、棕矮星、白矮星、紅矮星、次矮星、矮星(主序星)次巨星、巨星、亮巨星、超巨星、特超巨星絕對-星等(mv)即使有更精確的定義，特超巨星通常是指一種結構最微松散的大質(zhì)量恒星。 在1956年，天文學(xué)家feast和thackeray使用超超巨星（super-supergiant）這個(gè)名詞（之后才改為特超巨星）來(lái)描述絕對星等高于mv =-7的恒星。在1971年，肯那建議這個(gè)名詞只應使用在有著(zhù)明顯的h-α發(fā)射譜線(xiàn)的超巨星，表示這是有著(zhù)擴張的恒星大氣層或相對而言有高速率質(zhì)量流失的恒星?？夏堑倪@個(gè)準則在今天仍是科學(xué)家最常用的，這意味著(zhù)特超巨星的質(zhì)量無(wú)須比相似的超巨星更大?，F在，大部份的大質(zhì)量恒星都被認為是特超巨星，質(zhì)量的范圍在100-150太陽(yáng)質(zhì)量。

特超巨星是非常明亮的恒星，可以達到太陽(yáng)光度的數百萬(wàn)倍，并且溫度范圍非常廣泛，從3,500k至35,000k。由于內部的不穩定性，幾乎所有的特超巨星的光度都會(huì )隨著(zhù)時(shí)間改變。

以天文學(xué)的尺度來(lái)說(shuō)，因為特超巨星的質(zhì)量都很大，因此它們的生命期都很短，只有幾百萬(wàn)年，相較之下太陽(yáng)有100億年的壽命。也因為如此，特超巨星就顯得很罕見(jiàn)，現在我們知道的大約只有100顆。

特超巨星不可以和高光度藍變星混淆，特超巨星是因為它的大小和高質(zhì)量流失率而分類(lèi)的，而高光度藍變星只是大質(zhì)量的藍超巨星在演化的過(guò)程中流失大量的質(zhì)量。

光譜型態(tài)

當恒星的光度隨質(zhì)量而增加，特超巨星的光度經(jīng)常非常接近愛(ài)丁頓極限，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是向內的重力壓力等于向外的輻射壓力的亮度。這意味著(zhù)特超巨星通過(guò)光球層的輻射性通量可能足以堅固的支撐起光球層。在愛(ài)丁頓極限之上，恒星會(huì )產(chǎn)生過(guò)量的輻射，使其外層的部分會(huì )被拋出；這將有效的阻止恒星長(cháng)期的以如此高的光度閃耀。

承載著(zhù)此種驅動(dòng)風(fēng)的一個(gè)很好的候選者是海山二（船底座η），是曾被觀(guān)測過(guò)的質(zhì)量最大和最亮的恒星之一。估計它的質(zhì)量是130倍的太陽(yáng)質(zhì)量，光度是太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，天文物理學(xué)推測海山二可能會(huì )不定時(shí)的超越愛(ài)丁頓極限[來(lái)源請求]。最后一次一系列的爆發(fā)可能發(fā)生在1840-1860年代，造成的質(zhì)量損失高于當前對恒星風(fēng)的認識所允許的。

相對于線(xiàn)性驅動(dòng)的恒星風(fēng)（就是那些驅動(dòng)恒星吸收光線(xiàn)造成大量窄譜線(xiàn)），連續的驅動(dòng)不需要金屬的元素存在 － 除了氫和氦之外的其他元素，在光球層上有這樣的譜線(xiàn)。這很重要，因為大部分的大質(zhì)量恒是都是金屬非常貧乏的，這意味著(zhù)這些工作不會(huì )受到金屬量的影響。有相同譜線(xiàn)的原因是，連續的驅動(dòng)可能也提供了在大霹靂之后誕生的第一代恒星質(zhì)量上限，它們是完全沒(méi)有金屬的。

另一種解是大質(zhì)量噴發(fā)的理論，例如，海山二是一種理想的位于深層流體動(dòng)力學(xué)的爆炸，將封閉在外層的一部分爆破掉。在這種觀(guān)念下，即使光度低于愛(ài)丁頓極限之下，內層沒(méi)有足夠的熱對流，結果是密度反轉的位能導致大質(zhì)量的爆發(fā)。對這種理論的探討不多，也不確定是否真的會(huì )發(fā)生爆炸。

特超巨星

特超巨星的稀有造成研究上的困難。它們似乎是溫度最低的特超巨星的光度上限（它們的顏色是黃色和紅色）：它們每一顆的熱星等都超過(guò)-9.5等，這相當于太陽(yáng)光度的50萬(wàn)倍，而目前還不知道原因。

高光度藍變星
許多高光度藍變星都被歸類(lèi)為特超巨星，并且在事實(shí)上也是夜空中已知的最亮天體：

天鵝座 p：在北天的天鵝座。

劍魚(yú)座 s：在鄰近的，稱(chēng)為大麥哲倫星云的星系內，在南天劍魚(yú)座的方向上。出現在這個(gè)星系的超新星sn 1987a，之前也是一顆特超巨星。,

海山二：在鑰匙孔星云ngc 3372內，位置在南天的船底座。海山二非常巨大，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的120-150倍，光度是太陽(yáng)的400-500萬(wàn)倍。

手槍星：接近銀河系的中心，位于人馬座內。手槍星的質(zhì)量可能是太陽(yáng)的150倍，光度是太陽(yáng)的170萬(wàn)倍。在星團cl* 1806-20內的幾顆恒星：在銀河系的另一側，其中的一顆，lbv 1806-20，是已知最亮的一顆，光度是太陽(yáng)的200-4000萬(wàn)倍，也是最重的恒星之一。 

藍特超巨星
天蝎座ζ-1：在天蝎座的obv星協(xié)ob-1內最亮的恒星，和高光度藍變星的候選者。
mwc 314：在天鷹座內，是另一顆高光度藍變星的候選者。
hd 169454：在盾牌座。
bd -14° 5037：靠近前者的一顆星。
cygnus ob2-12：有些作者認為它是一顆高光度藍變星。

白特超巨星
仙后座 6

黃特超巨星
黃特超巨星是非常罕見(jiàn)的一種恒星，在我們的銀河系中只發(fā)現了7顆：
仙后座ρ：在北天的仙后座，亮度大約是太陽(yáng)的50萬(wàn)倍
仙后座v509
hr 8752
irc 10420
也可以參考westerlund 1內的恒星。

仙王座rw
天鵝座nml
人馬座vx
英仙座s
大犬座vy：是已知直徑最大的恒星，約太陽(yáng)的1,800至2,100倍，相當于太陽(yáng)系至土星軌道的直徑

特超巨星

天文學(xué)家利用美國航太總署的哈柏太空望遠鏡以及坐落于夏威夷的凱克望遠鏡(the w.m. keck observatory)，發(fā)現一顆大質(zhì)量恒星所噴射出來(lái)的外流過(guò)程，遠比過(guò)去想像的還要復雜。

天文學(xué)家觀(guān)察了這顆名為大犬座vy(vy canis majoris)的紅超巨星(若以亮度劃分則稱(chēng)為特超巨星(hypergiant) )，在爆發(fā)時(shí)物質(zhì)以各種不同的速度、方向產(chǎn)生環(huán)圈(loop)、弧(arcs)、以及類(lèi)似繩結(knot)的形狀。并指出在過(guò)去的一千年當中，這顆濱臨死亡的恒星已經(jīng)發(fā)生多次的爆發(fā)。

由美國明尼蘇達州大學(xué)的蘿勃塔?韓福瑞(roberta humphreys)所領(lǐng)導的天文學(xué)研究小組，使用哈柏望遠鏡以及凱克望遠鏡，去測量其噴射物質(zhì)的運動(dòng)，并且利用塵埃方位與其反射光偏極化的特定關(guān)系，去描繪出塵埃的分布。天文學(xué)家結合哈柏望遠鏡以及凱克望遠鏡的資訊，繪制了一個(gè)大犬座vy的噴射物質(zhì)的3d立體影像。

“過(guò)去我們認為紅超巨星質(zhì)量減少的過(guò)程是一個(gè)簡(jiǎn)單、球狀且均勻的噴發(fā)。然而在觀(guān)察這顆恒星后，發(fā)現這是十分復雜的。”韓福瑞說(shuō)“大犬座vy正在以驚人的速率噴射出大量的氣體，因此已經(jīng)被認為是用來(lái)研究大質(zhì)量恒星在壽命末期時(shí)，爆發(fā)并且造成高質(zhì)量耗損的過(guò)程中最重要的一顆恒星。在此爆發(fā)過(guò)程中，質(zhì)量散失的速率大約是正常時(shí)的十倍。”

“這些觀(guān)測，我們得知有關(guān)于外流的運動(dòng)方向以及分佈的完整圖像。這些結果證實(shí)了它們原先是由恒星上各個(gè)不同的地域在不同的時(shí)間點(diǎn)噴發(fā)出來(lái)。”

韓福瑞和他的研究伙伴已經(jīng)于今天(一月八號)，在西雅圖所舉行的美國天文協(xié)會(huì )會(huì )議上，發(fā)表他們的研究成果。

天文學(xué)家們已經(jīng)研究大犬座vy超過(guò)一世紀之久。這顆恒星與地球的距離為五千光年，她的亮度高于太陽(yáng)50萬(wàn)倍，并且其質(zhì)量也比太陽(yáng)多30到40倍。如果大犬座vy被放置在太陽(yáng)的位置，那她的表面將會(huì )觸及土星的運行軌道。

哈柏的廣視野第二行星相機(hubble\’s wide field and planetary camera 2)首次揭露了這顆恒星噴出物的復雜性。這些影像首度提供了，那些明亮的弧以及類(lèi)似繩結狀的物質(zhì)是在爆發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的證據。這些物質(zhì)不規則的運動(dòng)方向也暗示了它們是從這顆恒星表面的不同活躍區域內爆發(fā)出來(lái)的。

利用凱克望遠鏡的光譜儀，韓福瑞以及她的研究小組獲得更多有關(guān)恒星噴發(fā)物的形狀、運動(dòng)以及來(lái)源的資訊。由光譜計算得的視線(xiàn)速率顯示，這些弧狀以及類(lèi)繩結的結構正相對于恒星一直在膨脹。藉由最近哈柏望遠鏡所獲得的影像，韓福瑞小組測量到噴出物橫跨視線(xiàn)方向的運動(dòng)狀態(tài)。

他們發(fā)現了有無(wú)數個(gè)弧狀、環(huán)圈狀以及類(lèi)繩結狀的物質(zhì)正以不同的速度以及方向移動(dòng)，證實(shí)了這些噴射物質(zhì)是分別在不同的時(shí)間且在恒星上不同的地點(diǎn)產(chǎn)生。

天文學(xué)家同時(shí)也使用觀(guān)測儀器去推測噴射物質(zhì)產(chǎn)生的時(shí)間，結果顯示最外圍的噴射物質(zhì)約是在一千年多前噴出，然而在離恒星較近之處的一個(gè)類(lèi)繩結狀物質(zhì)，是在50年前才噴發(fā)出來(lái)的。

這些外流氣體-弧狀以及類(lèi)繩結狀的物質(zhì)-很有可能是從大犬星vy表面的大型恒星黑子或是熱對流胞放射出來(lái)。這些現象與太陽(yáng)黑子以及日珥受太陽(yáng)的磁場(chǎng)影響的情形類(lèi)似，不過(guò)這是在一個(gè)極度巨大的規模中發(fā)生的。且經(jīng)過(guò)測量后得知，大犬座vy的噴射物質(zhì)內的磁場(chǎng)強度跟太陽(yáng)的磁場(chǎng)表面相當。這個(gè)現象顯示這些超巨星的磁場(chǎng)能夠提供噴射物質(zhì)所須的能量。

天文學(xué)家依據測量結果，描繪出相對于藏在里面的恒星，外面噴射物的速率以及方向。這再與塵埃分佈的影像結合后，便可以決定大犬座vy的弧狀以及類(lèi)繩結狀物質(zhì)的位置，于是勾勒出整個(gè)恒星和其噴射物的3d景象。

“透過(guò)這些觀(guān)測，我們可能已經(jīng)獲知了一個(gè)巨大恒星在其生命樂(lè )譜中的一小節”韓福爾說(shuō)，“亮度極高的紅超巨星都很有可能會(huì )在最后歷經(jīng)高質(zhì)量的損失，就如同大犬座vy在其演化末期時(shí)所發(fā)生的情況一樣。”

一個(gè)典型的紅超巨星通常持續50萬(wàn)年左右的光景。紅超巨星是當一個(gè)質(zhì)量大的恒星在演化末期，燒燼在核心中的氫氣，因此造成核心在重力塌縮時(shí)，外層反而會(huì )膨脹轉變而成。最后這顆恒星將膨脹達100倍大，并且開(kāi)始以極高的速率流失本身的物質(zhì)。由此推斷大犬座vy很有可能已經(jīng)流失一半的質(zhì)量了，且在最后將會(huì )爆炸而成為超新星。