宇宙中最大的恆星能有多大?

宇宙中最大的恆星能有多大?

太陽是距離地球最近的恆星,它能裝下130萬個地球,要知道有超過70億人居住在地球上。因而,太陽的個頭非常龐大,超乎我們的想象。

然而,與宇宙中的眾多其他類型恆星和天體相比,太陽又是微不足道的。當然,我們的太陽並非個頭最小的恆星(這個頭銜屬於紅矮星),但它絕對遠非最大的恆星。那麼,恆星究竟能有多大?

簡短的回答:恆星質量的上限約為300M(M=太陽質量),但迄今為止,天文學家觀測到的最大恆星為R136a1,質量為265M,體積是我們太陽的27,000倍。

宇宙中最大的恆星能有多大?

恆星的科學

在恆星誕生時,兩種關鍵的力量在起作用——旋轉氣體雲(它將最終形成原恆星)的引力牽引和向外的電磁輻射壓力。存在多年的理論認為,恆星的質量不會增長到20M,因為在此之前,向外的輻射壓力將導致氣體雲爆炸或分散,切斷恆星增長的原材料。然而,天文學家卻觀測到了擁有120倍太陽質量的恆星。雖然這個觀測結果令天文學家困惑不已,但還有另一個解釋。

通過對其他恆星的計算機模擬和觀測,科學家發現,這種推拉關係在恆星的所有表面上都不相等。換言之,有一些區域,氣體雲被吸入使恆星增長,而其他區域充當洩氣閥,釋放出大量的電磁輻射。基本上,低質量恆星所採用的吸積過程也能夠形成大質量恆星。在某些情況下,較小的恆星會在大質量恆星附近形成,然後撞擊到大質量恆星之中,加速這顆恆星的生長過程。

現在我們已經瞭解到恆星的質量能有多大,下面再來看看恆星的尺寸。

我們的太陽與其他恆星的比較

如上所述,我們以太陽作為恆星的基準點。諸如褐矮星和紅矮星這樣的小恆星確實存在,但我們對大尺寸的恆星更感興趣!太陽的半徑為695,700公里,總體積為1.4×10^27立方米。

宇宙中最大的恆星能有多大?

主序星

宇宙中的絕大多數恆星都是主序星,這意味著它們已經達到了輻射壓力和重力牽引之間的靜力平衡。主序星的下限約為太陽質量的0.08倍,上限可達到太陽質量的100倍。

主序星通常能保持一定大小長達約50億年,而它們越大,則就越熱,因此也就越明亮。在此期間,主序星把氫聚變成氦,並釋放出巨大的能量。太陽處在主序星的中間,有很多恆星比太陽大,也有很多恆星比太陽小。主序星包括黃矮星、藍矮星和紅矮星。

大多數著名的恆星都屬於主序星,如織女星、天狼星、比鄰星和參宿五。

宇宙中最大的恆星能有多大?

主序星之上

當恆星離開主序星階段,就會演變成紅巨星、黃巨星和橙巨星。一旦氫到氦的聚變過程停止,恆星核心周圍的氫殼被點燃,尺寸猛烈膨脹,通常達到了其主序星階段大小的100倍。這個時期可以持續大約1億年,最終通常會坍縮成一顆白矮星。雖然此後恆星不再進行聚變反應,但是這些恆星需要數百億年的時間才能冷卻至宇宙的背景溫度(約2.7K)。大角星、畢宿五和北河三是我們熟知的巨星。

此外,還有超巨星,其質量是太陽的數十倍,但由於其巨大的尺寸,它們消耗燃料的速度很快,因此,超巨星的壽命很短。根據溫度不同,超巨星又分藍超巨星、紅超巨星、白超巨星和黃超巨星。藍超巨星的質量約為太陽的20倍,而黃超巨星的質量可能小於太陽,但光度遠大於太陽。其中一些最知名的超巨星有:參宿七(藍超巨星)、以及心宿二和參宿四(紅超巨星)。當這些超巨星到達生命的盡頭時,它們往往會爆發成超新星,並誕生黑洞。

宇宙中最大的恆星能有多大?

特超巨星是恆星宇宙之王,雖然它們在理論上應該不存在,但近年來這些怪物恆星的發現令天文學家興奮不已。然而,和超巨星一樣,它們的生命很短。最小的紅矮星在理論上可以持續燃燒萬億年,相比之下,特超巨星的壽命僅有幾百萬年——在天文術語中,這只是轉瞬間。

特超巨星有著令人難以置信的光度(比太陽亮400萬倍),以及龐大地質量(130M-315M),並且也是目前發現個頭最大的恆星。天文學家不認為還有更大的恆星,因為特超巨星似乎要超越物理極限。最著名的特超巨星有:手槍星(藍特超巨星)和大犬座VY(紅特超巨星,先前發現的最大恆星)。

最後,我們來看一下迄今發現的個頭最大的特超巨星。

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最大的恆星:R136a1

R136a1位於大麥哲倫雲的蜘蛛星雲,這顆巨無霸恆星已經閃耀約170萬年,並且由於恆星風造成了巨大的質量損失。雖然目前這顆怪物恆星的質量約為265M,但回溯它的演化歷史表明,R136a1曾經的質量高達315M至325M。


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