有句俗话说的很好,“林子大了什么样的鸟都有”,那么是不是可以引申到“宇宙大了什么样的天体都有呢?”,当然这是一个脑洞问题,但更是一个科学问题,我们必须以科学的手段来确定下到底有没有这样的恒星?
一、宇宙中最大的恒星和最重的恒星分辨是哪颗?
这也许大家就脱口而出啦,毕竟那么多科普已经让各位滚瓜烂熟了!
1、最大的恒星:盾牌座UY
2、最重的恒星:大麦哲伦星系蜘蛛星云R136星团中的R136a1
盾牌座UY的直径与土星公转轨道差不多,达到了19天文单位左右!
最重的R136a1的质量则达到了太阳的256倍!
两者都是宇宙中犹如天王一般的存在!无论是哪个在太阳系中是没有藏身之所的!
二、为什么最大的恒星不是最重的恒星?
这个问题非常好,与常见的物体体积和质量成正比的符合大致规律不一样,恒星是以发展阶段为区分标准的,同一个阶段内,质量和体积大致成正比,但不同的阶段就千差万别了!
上图是表现恒星演化与发展的赫罗图,从中我们可以发现一个规律,中等恒星在脱离主序星阶段后会走向红巨星,这和恒星的结构有关系,在大质量恒星(9倍-40倍太阳质量)中有一个比较厚的辐射层,这导致核聚变后的物质无法通过对流输送到恒星的各处,在脱离主序星后的氢元素将在内核的外层燃烧,内核氦元素将会逐渐坍缩以加热到更高的温度直至点燃氦元素的燃烧阶段,剧烈的燃烧将会使恒星将会极度膨胀!而在2.5倍太阳质量以内的恒星则无法在收缩阶段燃烧,只能在坍缩-燃烧(氦闪)-膨胀这样周而复始直至耗尽燃料!
因此最大的恒星是恒星的一个膨胀发展阶段,而且反而是其密度最低的阶段,因此最大的恒星与最重的恒星并没有关系!
三、超级蓝特超巨星会膨胀成比盾牌座UY更大的红巨星吗?
上文说明了9-40倍太阳质量之间的恒星有一个辐射层是膨胀成红巨星最关键的那层气球膜,因为足够厚,因此它可以阻止对流到表面,但超过40倍太阳质量的恒星的整个对流程占了恒星的大部分,而辐射层却很薄,因此这个级别的恒星并不会经过红巨星阶段,而是在未来的铁核坍缩中以Ib或者Ic超新星爆发的形式结束自己的生命,而内核将会坍缩成一个黑洞!
四、恒星能无限大吗?
很多朋友会认为,无限大的恒星会坍缩成黑洞,这肯定没错,但这并不是最准确的答案!因为恒星本身的机制不会出现无限大的恒星!因为恒星会发光,会产生辐射压!因此各位会发现恒星的密度其实并不高,比如太阳的密度只有1.409克/立方厘米,即水的1.41倍左右,这是因为在恒星辐射压的支撑下,与引力坍缩在某个程度平衡了!因此暂时太阳并不能继续缩小,当然它暂时也无法扩大!那么它会在什么时候膨胀扩大呢?
大约在20-30亿年后,即在更猛烈的氦元素燃烧阶段,将会产生超强的辐射压,将外层气壳向外推,直至脱离恒星引力的束缚最重成为行星状星云!这就是红巨星阶段,但质量过大的恒星本身辐射压就会达到一个阀值,即引力坍缩能所能束缚的极值,如果超过这个值,那么恒星就会在强烈恒星风(辐射压)的作用下大幅丢失质量,最终导致恒星质量锐减!而这个就是爱丁顿极限,这个极限是太阳质量的150倍左右!
恒星质量的上限已定,红巨星的上限质量也已定,所以一光年直径的目标恒星不可能达到的,因为距离质心过远,密度过低,那么几近于星云物质,当然黄矮星未来的行星状星云可以到达这个规模,但此时早已过了恒星的阶段!