理论上体积最大的恒星有多大?质量最大的恒星有多大?为什么?

讲科学堂


谢邀。看了两位答主的回答都只说了目前已观测到的体积和质量最大的恒星,但并没有回答题主所提出的真正问题——理论上体积和质量最大的恒星有多大?

先说理论上质量最大的恒星。恒星是从星云中发生引力坍缩而形成。由于它们拥有足够的质量,所以内部达到了核聚变反应所需的温度和压力。通过核聚变反应,恒星发出了光和热。虽然恒星吸积越多的星云,它的质量会变得越大,但质量不能无限增加。随着恒星质量的增加,将会导致核聚变反应变得更加剧烈,使得向外的辐射压和光度变得越来越高。当恒星的光度超过爱丁顿光度时,强大的辐射压就会阻止恒星吸积物质,所以恒星的质量是有限的。对于一颗恒星,它自身强大的重力会试图把物质往里坍缩,但内部核聚变产生的向外辐射压又会阻止引力坍缩,这两股力量保持平衡。目前,对于恒星质量上限的估计并不统一,一般在太阳质量的几百倍,最高可能有1000倍,质量为太阳315倍的R136a1是已观测到的质量最大的恒星。

虽然恒星的质量越大,半径也会越大,但质量最大的恒星并非用于最大的半径。这是因为大质量恒星在结束氢核聚变,开始氦核聚变之后,它们会膨胀为尺寸极其巨大的红特超巨星。不过,恒星的尺寸也不能无限膨胀,因为尺寸太大,恒星的引力将无法束缚住最外层的物质。据估计,恒星的半径上限为太阳的2500倍,即体积上限是太阳的156亿倍,半径为太阳1708倍的盾牌座UY是已观测到的半径最大的恒星。

此外,理论上,早期宇宙中可能还存在着一种十分特殊的恒星——类星,它们的内部坍缩为黑洞,而外层则是普通的物质。类星的能量来源不是核聚变反应,而是外层物质被中心黑洞吞噬所产生的能量。

据估计,类星的质量至少为太阳的1000倍,最高可能为太阳的1万倍。类星的半径可达太阳的7000倍,体积则是太阳的3400亿倍。类星的寿命很短,只有几百万年,它们将会演变为中等质量黑洞。


火星一号


目前已知的宇宙中最大的恒星是盾牌座UY,它是一颗红色超巨星。它有多大呢?它是太阳的45亿倍,相当于地球的2亿亿倍。它的“腰围”大约是太阳的1700倍,如果你乘坐一架商务客机,那么你需要飞950年,才能绕它一圈,但是,这颗巨大的恒星质量却没有那么夸张,只有太阳质量的32倍。但是亮度却要远远超过太阳了,是太阳的34万倍。

已知最大恒星盾牌座UY,第二大恒星大犬座VY和太阳的体积对比。

目前我们已知的最重的恒星名字叫R136a1,它的质量大约是太阳的265倍。它也属于最亮的那类恒星。亮度是太阳的780~870万倍。

但这些恒星是不是宇宙中最大、最重的恒星,很难说!

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科学重口味


相对地球而言,恒星都是大质量天体,目前已经观测到的个头最大的恒星是盾牌座UY,质量最大的恒星是R136a1,这两个恒星巨无霸,大名鼎鼎,把它们与太阳相比较的话,给我们的将只有吃惊。


盾牌座UY的直径达23.75亿公里,将它放在太阳系的中心,其边缘将超过木星轨道(5.2天文单位,7.78亿公里),并且接近土星轨道(9.58天文单位,14.3亿公里)。以光速环绕这颗恒星一周需9小时以上,这样的速度环绕太阳一周仅需时14.5秒,根据计算,这颗恒星的体积能容纳约45亿个太阳,或者6000万亿个地球。


盾牌座UY虽然体积很大,但是它的质量却并不是特别大,大约相当于太阳质量的32倍,或者说地球质量的1000万倍,它还不能被归为特超巨星,不过它的亮度非常高,相当于太阳的34万倍,是光度最高的恒星之一,但是我们仍然看不到它,因为它距离我们太远了,大约有9500光年,因此视星等只有11.2至13.3等。

但是R136a1就不一样了,它的质量相当于太阳的265倍,是地球质量的8000多万倍,是名副其实的恒星巨无霸,被归为特超巨星绰绰有余,不过它的体积并不是特别大,只有太阳的25000倍左右,但是它的亮度非常高,大约是太阳的780~870万倍。



R136a1位于大麦哲伦星系内,距离我们约16万光年,在这颗恒星被观测到之前,科学家们普遍认为150倍太阳质量是埃丁顿极限(恒星最大质量上限)的可达上限。但是很显然R136a1已经超过了这个极限,所以它的发现刷新了科学家们对恒星质量上限的认知。

由这两颗恒星比较来看,盾牌座UY体积是R136a1的15万倍,然而从质量上来看,R136a1却是盾牌座右外的近十倍,通常兰特超巨星的质量都非常大,但是体积却不如质量较小的红超巨星更大一些。


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