Jak duża może być gwiazda?
Czy we Wszechświecie mogą występować gwiazdy o dowolnie dużej masie czy dowolnie dużej wielkości? Teoretycznie tak, ale...
Rozmiar gwiazdy jest naturalną konsekwencją równowagi między wewnętrznym przyciąganiem grawitacyjnym a zewnętrznym ciśnieniem promieniowania wytwarzanego wewnątrz gwiazdy. Kiedy te dwie siły się równoważą, zewnętrzne warstwy gwiazdy są stabilne, czyli pozostają w tzw. równowadze hydrostatycznej. Dzięki temu gwiazda ani nie imploduje, ani nie eksploduje.
Zarówno siła grawitacji, jak i tempo wytwarzania energii są określane przez masę gwiazdy. Przez większość życia gwiazdy spalają wodór w swoich rdzeniach, a ich struktury są niemal całkowicie zdeterminowane przez ich masy. Później w ich życiu energia jest wytwarzana w powłoce otaczającej rdzenie, a warstwy zewnętrzne rozszerzają się, tak jak w czerwonych nadolbrzymach (dla gwiazd o wyższej masie) i czerwonych olbrzymach (dla gwiazd o niższej masie).
Chociaż gwiazdy nie mają powierzchni, najczęstszą definicją zewnętrznej granicy gwiazdy jest fotosfera lub miejsce, w którym światło opuszcza gwiazdę. Największymi gwiazdami są czerwone nadolbrzymy, a największa ma promień, który jest około 1800 razy większy od promienia Słońca (495 300 km). To jasny czerwony nadolbrzym UY Scuti, znajdujący się w gwiazdozbiorze Tarczy. Wśród największych znanych gwiazd warto wymienić jeszcze NML Cygni (czerwonego hiperolbrzyma, który jest częścią asocjacji gwiazdowej Cygnus OB2 w gwiazdozbiorze Łabędzia), KW Sagittarii (czerwonego nadolbrzyma typu widmowego M w gwiazdozbiorze Strzelca), V354 Cephei (czerwonego nadolbrzyma należącego do Drogi Mlecznej), VY Canis Majoris (czerwonego hiperolbrzyma w konstelacji Wielkiego Psa). Powód tego maksymalnego obserwowanego rozmiaru nie został jeszcze dobrze zrozumiany.
Wydawałoby się, że bardziej masywna gwiazda wyrosłaby na jeszcze większą w fazie czerwonego nadolbrzyma, ale bardzo masywne gwiazdy nie ewoluują przez czerwoną fazę nadolbrzyma i w konsekwencji nie rosną tak duże.
Czy zatem mogą występować gwiazdy o dowolnie dużej masie czy dowolnie dużej wielkości? Teoretycznie tak, ale jak dotąd nie znaleziono gwiazd o masach przekraczających od około 200 do 300 mas Słońca – nawet przy tej masie są mniejsze niż największe czerwone nadolbrzymy.
Opracowano na podstawie:
What is the maximum theoretical size of any star before it violates the laws of physics?
