特超巨星（Hypergiant）是一種極為罕見的恒星，其光度、質(zhì)量、尺寸和質(zhì)量流失都非常高，這是因為其極端的恒星風。在約克光譜分類中，特超巨星的光度屬于0（數(shù)字的零，不是字母O），位于赫羅圖的最上方。然而，這種分類在文獻中或已發(fā)表的光譜分類中很少見，除了特定的明確定義的群體，如黃色特超巨星、紅色超巨星（RSG）或具有發(fā)射光譜的藍色B(e)超巨星。更常見的是，特超巨星被歸類為Ia-0或Ia+，但紅色超巨星很少被分配這些光譜分類。天文學家對這些恒星感興趣，因為它們與理解恒星演化，特別是星際形成、穩(wěn)定性和預期的超新星滅亡有關。
特點
特性
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(jié)構最為松散的大質(zhì)量恒星。在1956年，天文學家Feast和Thackeray使用超超巨星（super-supergiant）這個名詞（之后才改為特超巨星）來描述絕對星等高于MV =-7的恒星。在1971年，肯那建議這個名詞只應使用在有著明顯的H-α發(fā)射譜線的超巨星，表示這是有著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。肯那的這個準則在今天仍是科學家最常用的，這意味著特超巨星的質(zhì)量無須比相似的超巨星更大。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太陽質(zhì)量。
特超巨星是非常明亮的恒星，可以達到太陽光度的數(shù)百萬倍，并且溫度范圍非常廣泛，從3,500K至35,000K。由于內(nèi)部的不穩(wěn)定性，幾乎所有的特超巨星的光度都會隨著時間改變。以天文學的尺度來說，因為特超巨星的質(zhì)量都很大，因此它們的生命期都很短，只有幾百萬年，相較之下太陽有100億年的壽命。也因為如此，特超巨星就顯得很罕見，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)量流失率而分類的，而高光度藍變星只是大質(zhì)量的藍超巨星在演化的過程中流失大量的質(zhì)量。
穩(wěn)定性
當恒星的光度隨質(zhì)量而增加，特超巨星的光度經(jīng)常非常接近亞瑟·埃丁頓極限，簡單的說，就是向內(nèi)的重力壓力等于向外的輻射壓力的亮度。這意味著特超巨星通過光球層的輻射性通量可能足以堅固的支撐起光球?qū)印Ｔ趷鄱☆D極限之上，恒星會產(chǎn)生過量的輻射，使其散逸層的部分會被拋出；這將有效的阻止恒星長期的以如此高的光度閃耀。
承載著此種驅(qū)動風的一個很好的候選者是海山二（船底座Ⅹη），是曾被觀測過的質(zhì)量最大和最亮的恒星之一。估計它的質(zhì)量是130倍的太陽質(zhì)量，光度是太陽的400萬倍，天文物理學推測海山二可能會不定時的超越亞瑟·埃丁頓極限。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的認識所允許的。
相對于線性驅(qū)動的恒星風（就是那些驅(qū)動恒星吸收光線造成大量窄譜線），連續(xù)的驅(qū)動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。這很重要，因為大部分的大質(zhì)量恒星都是金屬非常貧乏的，這意味著這些工作不會受到金屬量的影響。有相同譜線的原因是，連續(xù)的驅(qū)動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力學的爆炸，將封閉在散逸層的一部分爆破掉。在這種觀念下，即使光度低于亞瑟·埃丁頓極限之下，內(nèi)層沒有足夠的熱對流，結(jié)果是密度反轉(zhuǎn)的勢能導致大質(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發(fā)生爆炸。
已知巨星
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）：它們每一顆的絕對星等都超過-9.5等，這相當于太陽光度的50萬倍，而還不知道原因。
高光度藍變星
許多高光度藍變星都被歸類為特超巨星，并且在事實上也是夜空中已知的最亮天體：
天鵝座 P：在北天的天鵝座。
劍魚座 S：在鄰近的，稱為大麥哲倫星系的星系內(nèi)，在南天劍魚座的方向上。出現(xiàn)在這個星系的超新星SN 1987A，之前也是一顆特超巨星。,
海山二：在船底座星云NGC 3372內(nèi)，位置在南天的船底座。海山二非常巨大，質(zhì)量大約是太陽的120-150倍，光度是太陽的400-500萬倍。
手槍星：接近銀河系的中心，位于人馬座內(nèi)。手槍星的質(zhì)量可能是太陽的150倍，光度是太陽的170萬倍。在星團Cl* 1806-20內(nèi)的幾顆恒星：在銀河系的另一側(cè)，其中的一顆，LBV 1806-20，是已知最亮的一顆，光度是太陽的200-4000萬倍，也是最重的恒星之一。
藍特超巨星
天蝎座ζ：在天蝎座的OBv星協(xié)OB-1內(nèi)最亮的恒星，和高光度藍變星的候選者。
MWC 314：在天鷹座內(nèi)，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。
天鵝座OB2-12：有些作者認為它是一顆高光度藍變星。
R136a1：報告中質(zhì)量最大的恒星，估計質(zhì)量是太陽的265倍。
HDE 269128（大麥哲倫云中的R81）：高光度藍變星候選者，食聯(lián)星系統(tǒng)。
HD 268835（大麥哲倫云中的R66）
南十字座BP
射手座HT
天鵝座V2140
人馬座V4030
HD 37974（大麥哲倫云中的R126）
HD 32034（大麥哲倫云中的R62）
白特超巨星
仙后座 6
黃特超巨星
黃特超巨星是非常罕見的一種恒星，在我們的銀河系中只發(fā)現(xiàn)了7顆：
仙后座ρ：在北天的仙后座，亮度大約是太陽的50萬倍
HR 8752
IRC+10420
也可以參考Westerlund 1內(nèi)的恒星。
紅特超巨星
天文學家利用美國航太總署的哈勃空間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(xiàn)一顆大質(zhì)量恒星所噴射出來的外流過程，遠比過去想像的還要復雜。
天文學家觀察了這顆名為大犬座VY(VY Canis Majoris)的紅超巨星(若以亮度劃分則稱為特超巨星(Hypergiant) )，在爆發(fā)時物質(zhì)以各種不同的速度、方向產(chǎn)生環(huán)圈(loop)、弧(arcs)、以及類似繩結(jié)(knot)的形狀。并指出在過去的一千年當中，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的蘿勃塔?韓福瑞(Roberta Humphreys)所領導的天文學研究小組，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，并且利用塵埃方位與其反射光偏極化的特定關系，去描繪出塵埃的分布。天文學家結(jié)合哈柏望遠鏡以及凱克望遠鏡的資訊，繪制了一個大犬座VY的噴射物質(zhì)的3D立體影像。
“過去我們認為紅超巨星質(zhì)量減少的過程是一個簡單、球狀且均勻的噴發(fā)。然而在觀察這顆恒星后，發(fā)現(xiàn)這是十分復雜的。”韓福瑞說“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)被認為是用來研究大質(zhì)量恒星在壽命末期時，爆發(fā)并且造成高質(zhì)量耗損的過程中最重要的一顆恒星。在此爆發(fā)過程中，質(zhì)量散失的速率大約是正常時的十倍。”
“這些觀測，我們得知有關于外流的運動方向以及分布的完整圖像。這些結(jié)果證實了它們原先是由恒星上各個不同的地域在不同的時間點噴發(fā)出來。”
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)會會議上，發(fā)表他們的研究成果。
天文學家們已經(jīng)研究大犬座VY超過一世紀之久。這顆恒星與地球的距離為五千光年，她的亮度高于太陽50萬倍，并且其質(zhì)量也比太陽多30到40倍。如果大犬座VY被放置在太陽的位置，那她的表面將會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似繩結(jié)狀的物質(zhì)是在爆發(fā)時所產(chǎn)生的證據(jù)。這些物質(zhì)不規(guī)則的運動方向也暗示了它們是從這顆恒星表面的不同活躍區(qū)域內(nèi)爆發(fā)出來的。
利用凱克望遠鏡的分光光度計，韓福瑞以及她的研究小組獲得更多有關恒星噴發(fā)物的形狀、運動以及來源的資訊。由光譜計算得的視線速率顯示，這些弧狀以及類繩結(jié)的結(jié)構正相對于恒星一直在膨脹。借由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方向的運動狀態(tài)。
他們發(fā)現(xiàn)了有無數(shù)個弧狀、環(huán)圈狀以及類繩結(jié)狀的物質(zhì)正以不同的速度以及方向移動，證實了這些噴射物質(zhì)是分別在不同的時間且在恒星上不同的地點產(chǎn)生。
天文學家同時也使用觀測儀器去推測噴射物質(zhì)產(chǎn)生的時間，結(jié)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類繩結(jié)狀物質(zhì)，是在50年前才噴發(fā)出來的。
天文學家依據(jù)測量結(jié)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。這再與塵埃分布的影像結(jié)合后，便可以決定大犬座VY的弧狀以及類繩結(jié)狀物質(zhì)的位置，于是勾勒出整個恒星和其噴射物的3D景象。
“透過這些觀測，我們可能已經(jīng)獲知了一個巨大恒星在其生命樂譜中的一小節(jié)，”韓福爾說，“亮度極高的紅超巨星都很有可能會在最后歷經(jīng)高質(zhì)量的損失，就如同大犬座VY在其演化末期時所發(fā)生的情況一樣。”
一個典型的紅超巨星通常持續(xù)50萬年左右的光景。紅超巨星是當一個質(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，散逸層反而會膨脹轉(zhuǎn)變而成。最后這顆恒星將膨脹達100倍大，并且開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，且在最后將會爆炸而成為超新星。
最新發(fā)現(xiàn)
2017年最新觀測一顆特超巨星其半徑是太陽1500倍
據(jù)美國航空航天局網(wǎng)站報道，目前，哈勃空間望遠鏡最新拍攝一個年輕超級星團——“維斯特盧1”，它距離地球15000光年，該星團中包含迄今觀測最大的恒星之一。
通常情況下，恒星是以它們的光譜類型、表面溫度和光度進行分類，然而天文學家研究分類該星團內(nèi)部的恒星，發(fā)現(xiàn)“維斯特盧1”星團存在著一顆特超巨星。它最初被命名為“維斯特盧1-26”，它是一顆紅超巨星，半徑是太陽的1500倍。
如果維斯特盧1-26恒星位于太陽系，它將延伸至木星軌道位置，天文學家認為，“維斯特盧1”星團中多數(shù)恒星具有相同的爆發(fā)活躍性，意味著它們具有類似的年齡和成分。從天文學角度來看，該星團較為年輕，形成大約300萬年時間，而太陽形成已有46億年歷史。
參考資料 >