宇宙是广阔的,对现代人类来说充满了奥秘。“宇宙中最大的恒星是是哪颗?”总会有孩子向自己的父母提出这样的问题。本文就这个常见问题闲聊一下。
在太阳系我们最熟悉的巨星是木星,太阳系中最大的行星。木星比地球大11倍,重317倍。
比木星更大的是褐矮星 .褐矮星的质量大约是木星的13到90倍。
褐矮星的质量介于像木星和土星这样的巨行星和最小的恒星之间。仅次于褐矮星的下一大恒星类别是主序星 .
当氢气或氦气等气体聚集超过一定质量时,中心部分达到高温,导致燃烧。
结果,质子 - 质子链式反应,这是一种氢转化为氦的聚变反应,发生在核心部分。它产生大量的能量。主序星的质量越重,温度越高,光越强,但其寿命越短。
当核心氢被质子-质子链式反应耗尽时,主序星突然膨胀到几十万倍大,然后死亡。
即使你以这种方式说“比较恒星的大小”,你也应该记住,恒星的大小在它们的一生中是变化的,所以可以看成“成人和儿童”。
主序带中最小的红矮星的质量大约是木星的100倍。
由于红矮星的质量很小,因此不会发生大的聚变反应。因此,发射的光非常微弱,并且在死亡时永远不会变得巨大。
红矮星的寿命为10万亿年,使它们成为宇宙中最多的恒星。据计算,宇宙诞生于大约138亿年前的大爆炸,所以10万亿年大约是宇宙年龄的1000倍。
主序带中仅次于红矮星的第二大恒星是类似太阳的恒星。太阳的表面温度高达约6000摄氏度,虽然发出的光很强,但它的寿命只有100亿年左右。
让我们继续看比太阳大的恒星。天狼星 A,它是除太阳外从地球上看得最亮的恒星,构成天狼星质量是太阳的两倍,半径是太阳的1.7倍。它比太阳亮25倍。
然而,另一方面,天狼星A的寿命已经急剧下降到大约25亿年。
半人马座β的质量是太阳的10倍,是太阳的13倍。表面温度达到25000度,发射的光比太阳强20000倍。它的寿命只有大约2000万年。
从目前为止的示例中可以看出,质量越大,尺寸越大。
有史以来发现的最重的恒星是R136a1 .R136a1的质量是太阳的315倍,其亮度是太阳的900万倍。
然而,与质量和亮度相比,尺寸差异很小,R136a1比太阳大30倍左右。寿命大约是几百万年。
大量的质量正在从R136a1逸出,由于恒星风,预计它正在以每秒32.1千瓦的速度失去质量。
R136a1被认为是由超大质量行星的聚结形成的,原子核中的氢预计将在数百万年内耗尽。
上述恒星在质量和大小上始终成比例。然而,当考虑比这更大的恒星时,“膨胀”是一个重要因素。
当主序星在原子核中耗尽氢时,原子核被压缩,温度和压力随着原子核中聚变效率的降低而升高。结果,由于向外的能量增加,恒星的外层随着时间的推移而膨胀。
例如南十字座γ星的质量大约是太阳的1.5倍,但它的半径是太阳的84倍。
另一方面,太阳死亡之前半径被认为膨胀了200倍。
如果它膨胀到半径的200倍,预计水星和金星将被吞噬。
而且它是超巨星,宇宙中最大的恒星,这样一个膨胀的太阳是无比大的。
超巨星非常明亮,但表面引力很弱,人们认为有大量的质量从表面流出。
手枪星的质量是太阳的25倍,但其半径约为300倍。虽然它的寿命很难预测,但估计大约是数百万年,并且被归类为高亮度蓝色变星,因为它发出蓝光。
黄超巨星比手枪星等高亮度蓝色变星大。
研究最多的黄特超巨星,Rho Cassiopeia足够明亮,可以用肉眼看到,即使它距离地球1000光年。
Rho Cassiopeia的质量是太阳的40倍,半径是太阳的500倍。亮度大约高出50,0000倍。
如果Rho Cassiopeia与太阳处于相同的位置,人类将燃烧殆尽。
黄超巨星是罕见的,到目前为止只发现了15个。这意味着黄超巨星的寿命很短。
比这颗黄超巨星更大的是红巨星 。黄超巨星是可以观测到的最大恒星,可能没有更大的恒星。
那么,究竟哪颗恒星将是“宇宙中最大的恒星”......
确切的答案是“没人不知道”。这是因为被归类为黄超巨星的恒星太亮,离地球太远,即使是很小的测量误差也会导致测量结果出现较大的误差。
此外,红超巨星的大小与太阳系相当,并发射出大量的质量,使其难以测量。因此,随着科学技术的进步和测量仪器本身的提高,“宇宙中最大的恒星”这个问题的答案将会发生变化。
Stephenson 2-18(St2-18,史蒂文森2-18)是有史以来发现的最大。
Stephenson 2-18在诞生时的质量是太阳的几倍,但据信已经失去了其总质量的一半。
黄超巨星被认为的平均半径约为太阳的1500倍,而Stephenson 2-18的半径是太阳的2150倍,预计亮度为太阳的50,0000倍。
与Stephenson 2-18相比,太阳的大小与智利差不多。对于人类来说,Stephenson 2-18的巨大是不可想象的。
以光速绕过Stephenson 2-18大约需要8.7个小时。SR-71是人类历史上最快的飞机,需要近500年的时间才能飞跃。
如果Stephenson 2-18出现在太阳的位置,它的表面将到达土星。
随着Stephenson 2-18继续释放质量,其温度继续上升,重金属继续在其核心积累。Stephenson 2-18被认为最终会引起超新星爆炸,将含有重金属的气体抛洒入宇宙。
散射的气体开始了一个新的周期,在这个周期中,新的恒星将诞生和死亡。
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