How big is VY Canis Majoris?

VY Canis Majoris to czerwony nadolbrzym w gwiazdozbiorze Wielkiego Psa, w odległości około 3800 lat świetlnych od Ziemi. Rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, to około 9,46 biliona kilometrów. Gwiazda ma około 2 miliardów kilometrów średnicy, czyli mniej więcej 1400 razy więcej niż szerokość Słońca. Wartość ta dotyczy szerokości jej widocznej powierzchni i jest niepewna o niemal jedną dziesiątą w obie strony.

Rozmiar

Gwiazda nie ma stałej powierzchni, więc jej szerokość mierzy się do głębokości, na której jej świecący gaz przestaje być przezroczysty. W 2012 roku zespół astronomów zmierzył, jak szeroka wydaje się VY Canis Majoris widziana z Ziemi, za pomocą Very Large Telescope Interferometer, który łączy światło z kilku teleskopów. Ma ona szerokość 11,3 tysięcznej sekundy łuku, przy czym sekunda łuku to 1/3600 stopnia. Taką szerokość ma ludzki włos o grubości około 0,1 milimetra, widziany z odległości około 1,8 kilometra.

Gwiazda jest otulona warstwami pary wodnej i gazowego tlenku węgla. W długościach fal, które te gazy pochłaniają, wydaje się szersza o około 20% do 50%, więc zespół zmierzył ją w długości fali, której one unikają. Jej odległość niedawno dokładnie zmierzono na podstawie maleńkiego przesunięcia położenia gwiazdy, gdy Ziemia okrąża Słońce. Razem kąt i odległość dają promień 1420 razy większy niż promień Słońca, plus minus 120, więc gwiazda ma 1,8–2,1 miliarda kilometrów średnicy.

Wcześniejsze szacunki, wykonane, gdy odległość była mniej pewna, mieściły się w zakresie od 600 do 3000 promieni Słońca. W badaniu z 2021 roku podano promień około 7 jednostek astronomicznych, przy czym jednostka astronomiczna to średnia odległość Ziemi od Słońca, około 150 milionów kilometrów. Daje to również około 2,1 miliarda kilometrów średnicy gwiazdy. Przegląd czerwonych nadolbrzymów w Drodze Mlecznej z 2024 roku opisuje ją jako jedną z najszerszych.

Porównania rozmiarów

VY Canis Majoris jest około 1400 razy szersza niż Słońce, które ma około 1,39 miliona kilometrów średnicy.
Gdyby zajęła miejsce Słońca, jej powierzchnia sięgałaby na odległość około 6,6 jednostki astronomicznej, dalej niż orbita Jowisza i na około dwie trzecie drogi do orbity Saturna.
Jest około półtora raza szersza niż czerwony nadolbrzym Mi Cephei i prawie dwa razy szersza niż Betelgeza.
Pod względem objętości zmieściłoby się w niej prawie 3 miliardy Słońc.
Gdyby Słońce zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, VY Canis Majoris byłaby kulą o średnicy około 340 metrów, czyli tyle co długość trzech boisk do futbolu amerykańskiego.

Gwiazda, która zrzuca zewnętrzne warstwy

Astronomowie nazywają VY Canis Majoris także czerwonym hiperolbrzymem, jedną z niewielkiej grupy gwiazd, które wyrzucają materię w dużych, nierównomiernych wybuchach. Gwiazda znajduje się wewnątrz pyłowego obłoku tej materii. Zespół kierowany przez Robertę Humphreys zmierzył za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a ruchy małych węzłów gazu blisko gwiazdy. Węzły zostały wyrzucone w kilku różnych momentach, około 70, 120, 200 i 250 lat temu.

Kilka z tych dat pokrywa się z długimi okresami, w których gwiazda stawała się znacznie słabsza, w zapisach jej jasności sięgających 1800 roku. Każde takie głębokie osłabnięcie zwykle trwało około trzech lat. Betelgeza w podobny sposób słabła w 2019 i 2020 roku, przez około 150 dni, gdy gaz odpływał z jej powierzchni. Zespół doszedł do wniosku, że takie wybuchy mogą być ważnym sposobem utraty masy przez czerwone nadolbrzymy.

Co będzie dalej

Zespół z 2012 roku oszacował, że VY Canis Majoris zaczęła życie z masą od 25 do 32 mas Słońca. Zespół stwierdził, że VY Canis Majoris ma temperaturę bliską najniższej, jaką może mieć tak jasna gwiazda, i spodziewa się, że w następnej kolejności stanie się gorętsza. Zalicza ją do gwiazd Drogi Mlecznej, które mają największe szanse zakończyć życie jako supernowa, czyli eksplozja kończąca życie masywnej gwiazdy.