盾牌座UY（UY Scuti，縮寫‘UY Scu’）是一顆位于銀河系盾牌座內的紅超巨星，是一顆脈動變星。其預估半徑達到太陽半徑的1708倍（約11.88億千米 / 7.94天文單位），體積是太陽的近50億倍。在宇宙尺度上，盾牌座UY與地球相隔約2900秒差距（約9500光年）。
如果將盾牌座UY放在太陽的位置，光球層吞沒木星軌道，可能接近土星軌道。
作為紅超巨星的典型代表，盾牌座UY不僅體積龐大，還具備極低的平均密度和相對不穩定的天體狀態。該恒星以其高速的物質噴發現象著稱，大量氣體與塵埃被拋射至星際空間，形成環繞其周圍的云氣層。這一現象導致盾牌座UY幾乎被這些遮蔽物質完全包裹，其低密度與高光度特性進一步加速了質量的流失過程，這一現狀與許多其他紅特超巨星（諸如大犬座VY）頗為相似。由于這些環繞塵埃和氣體的低透明度，加之當前天文觀測技術的局限性，科學家們對盾牌座UY的確切大小仍未能給出最終定論。
命名
盾牌座UY最早由德國天文學家在波恩天文臺（Bonn Observatory）于1860年發現，并被編入波恩星表（Bonner Durchmusterung），當時他們正在完成對波恩星表中的恒星調查。盾牌座UY也被命名為BD-12°5055，也就是從赤經0h起計算，赤緯12°到13°間的第5055顆恒星。
在后續的恒星觀測與復查過程中，天文學家們注意到盾牌座UY的亮度展現出細微的變化特征，這一發現標志著它是一顆新發現的變星。遵循國際天文學界關于變星的命名慣例，該恒星被正式命名為盾牌座UY（亦稱作UY Scuti或UY Sct），這一命名不僅體現了其所在的天區——盾牌座，還表明了它是該星座內被確認的第38顆變星。
在星空中，盾牌座UY的位置顯著，它位于A型恒星盾牌座γ（即γ Scuti）的北方數度之處，且緊鄰并位于壯麗的鷹星云的東北方向，為天文愛好者及研究者們提供了寶貴的觀測與研究機會。
亮度
盾牌座UY是一顆被塵埃籠罩的亮紅超巨星，被歸為半規則變星，光變周期約為740天。依據恒星光譜分析，該星被詳盡分類為M4型的Ia巨星。
盡管盾牌座UY擁有極高的光度，然而其極端遙遠的距離加之位于天鵝座大裂縫這一星際塵埃密集區域的隱匿帶內，導致其發出的光芒在抵達地球前遭遇了顯著的星際塵埃吸收與散射。因此，盡管其最亮時視星等達到8.29，這一亮度水平仍遠低于人類肉眼直接觀測的極限，使得盾牌座UY無法僅憑肉眼在夜空中被辨識，唯有借助先進的天文望遠鏡方能一窺其風采。
體積
盾牌座UY以其驚人的規模著稱，若將其置于太陽系的中心，其龐大的體積將遠遠超出木星軌道（位于5.204天文單位，約7.78億千米處），并逼近土星軌道（位于9.582天文單位，約14.33億千米處）。光沿其赤道傳播一周所需的時間長達6.91小時，相比之下，光環繞太陽赤道一周則僅需短暫的14.5秒。該恒星的體積之巨，足以容納約50億個太陽，或換算為更為直觀的單位，即6500萬億個地球。
在2012年之前，大犬座VY（正式名稱為VY Canis Majoris或VY CMa）長期保持著已知最大恒星體積的記錄。當時，根據明尼蘇達州大學教授蘿勃塔?韓福瑞（Roberta M. Humphreys）的預測，大犬座VY的直徑估計約為太陽半徑的1800至2100倍。然而，隨著觀測技術的進步和測量方法的改進，天文學家們發現其實際體積遠小于此前預期。目前，公認的銀河系內已知體積最大的恒星是史蒂文森 2-18（Stephenson 2-18）。
演化
根據恒星演化的理論模型，盾牌座UY目前正處于一個關鍵階段，其核心正在融合氦元素，同時在其核心周圍的殼層中持續進行氫的核聚變。其位于銀河系星系盤深處的位置，暗示了這是一顆金屬量相對豐富的恒星。
對于初始質量超過8倍太陽質量（M⊙）的恒星而言，隨著它們開始合成更重的元素，其核心最終會積累至鐵元素。這一過程將打破恒星內部的引力和輻射壓力之間的微妙平衡，導致核心發生坍縮。坍縮可能觸發恒星生命末期的劇烈事件——超新星爆發。對于類似盾牌座UY這樣的恒星，預計其后續演化將涉及溫度的顯著回升，可能轉變為黃超巨星、高光度藍變星或沃爾夫-拉葉星等類型，這些階段均伴隨著強烈的恒星風，逐漸剝離恒星的外層物質，直至暴露出其核心區域。最終，這類恒星可能以IIb型、IIn型或Ib/Ic型超新星的形式結束其生命。
盾牌座UY正處于極不穩定的紅超巨星階段。科學家預測，作為一顆紅超巨星，盾牌座UY的壽命只有短短1000萬至5000萬年。隨著核心坍縮的不可避免，盾牌座UY最終將經歷超新星爆發，形成中子星。此外，超新星爆發時釋放的伽瑪射線暴對鄰近恒星系統中的行星構成潛在威脅，對其生存環境造成嚴重影響。
觀測研究
2012年夏季，在智利的阿塔卡馬沙漠，天文學家們利用甚大望遠鏡（VLT）的天文多波束重組器（AMBER）干涉測量儀。對位于銀河系盤面深處附近的三顆紅超巨星——盾牌座UY、天蝎座的AH以及天淵三的KW——進行了詳盡的參數測量。此次觀測結果顯示，這三顆恒星均展現出遠超太陽的龐大尺寸，其直徑均超過太陽直徑的1000倍，且光度更是太陽亮度的十萬倍以上。
這些恒星的尺寸估算是基于羅瑟蘭半徑模型進行的，該模型設定了光深度（或透明度）為2/3的特定條件。在計算過程中，天文學家們還參考了早期出版的天文學文獻及相關學術期刊中的距離數據。盾牌座UY在這三顆恒星中脫穎而出，成為所測對象中體積最大、光度最高的一個。其半徑被精確測定為1708±192倍太陽半徑，即相當于11.88±1.34億千米，或7.94±0.89天文單位。
此外，盾牌座UY的角直徑也被精確測量為5.48±0.1毫角秒（mas），而其距離地球的估算值則基于1970年根據該恒星光譜模型最初得出的數據，約為2.9±0.317千秒差距，轉換成光年單位即約為9500±1030光年。在有效溫度達到3365±134開爾文（K）的條件下，天文學家們進一步計算出盾牌座UY的光度高達340,000倍太陽亮度（L☉），并推測其初始質量約為25倍太陽質量（M☉）。若該恒星不存在自轉效應，其質量可能更為龐大，達到40倍太陽質量左右。
爭議
基于歐洲航天局蓋亞空間望遠鏡（Gaia）的第二批數據發布（Gaia 數據 Release 2），盾牌座UY的視差被精確測定為0.6433±0.1059毫角秒（mas），顯著縮短了其距離地球的估值，約為1550秒差距（即5100光年）。由此計算得出的光度和半徑值也相應調低，分別介于86300至87100倍太陽亮度（L☉）和755倍太陽半徑（R☉）之間。然而，天體測量過程中存在的多種干擾因素可能導致觀測數據存在不確定性，因此在進一步觀測驗證之前，這些數值應被視為初步結果。
關于盾牌座UY的質量，目前尚無法直接確定，主要原因在于該恒星缺乏可見的伴星，從而無法通過引力擾動法來精確測量其質量。盡管如此，基于理論模型和現有觀測數據，科學家們估計其質量大致位于7到10倍太陽質量（M☉）之間，這相當于地球質量的1000萬倍。盾牌座UY正處于質量快速流失的狀態，年質量損失率高達約5.8×10^-5M☉，這一過程塑造了其周圍廣闊且復雜的氣體與塵埃環境。
參考資料 >
UY Scuti, largest star in the Milky Way.Universe Guide.2024-08-17