宇宙中有没有哪颗星的质量超过银河系的质量?

dbbpyg



从恒星、行星和小行星到黑洞和看不见的暗物质,银河系充满了很多东西。然而,所有这些天体的总质量并不是天文学家们能够达成一致的。

银河系的质量估计有5000亿太阳质量到2到3万亿太阳质量。这种不确定性与天文学家用来“衡量”银河系的不同方法有很大关系,更不用说由一个相当神秘的变量:暗物质引起的不确定性了。这种看不见的、仍然是假设的物质形式占了我们银河系总体积的90%,但是由于它不能被直接看到或测量,暗物质给天文学家带来了严重的问题。



不能为银河系确定一个一致同意的质量是不好的。在其他重要的宇宙学问题中,如果没有对我们星系所包含的质量的准确认识,天文学家就无法完全理解它是如何与邻近星系相互作用的,或者它的内部结构是如何随时间形成和演化的。

由德国欧洲南方天文台的劳拉·沃特金斯领导的一个国际天文学家小组现在已经想出了解决这个难题的新方法。通过结合来自两个太空望远镜——美国宇航局的哈勃望远镜和欧洲航天局的盖亚望远镜——的数据,研究人员以新的精度测量了银河系的质量。假设从银河系中心延伸约129000光年,银河系的总质量为1.5万亿太阳质量。

如上所述,根据新的研究,这些银河系物质的绝大部分是暗物质,约占84%,即总量的六分之五。银河系中约2000亿颗恒星约占600亿太阳质量,约占总质量的4%。剩下的12%由非恒星物质组成,如尘埃云、行星、彗星、小行星等。至于银河系中心的超大质量黑洞,据测量大约有400万个太阳质量,它确实很重,但只占总数的很小一部分。

与其他星系相比,银河系在这些方面更重,但它仍然是一个中等质量的星系。



在某些情况下,质量最低的星系大约有10亿个太阳质量,质量最大的星系大约有30万亿个太阳质量,所以银河系在这个范围的高端——但我们已经知道了。与其他亮度相似的星系相比,银河系的质量相当典型。

再说说最大的星星——恒星R136a1目前保持着宇宙已知最大质量恒星的记录。它是我们太阳质量的265倍以上,是这个名单上大多数恒星的两倍多。天文学家仍在试图理解这颗恒星是如何存在的。它也是最明亮的,是太阳的近900万倍。它是大麦哲伦星云超级星团的一部分,也是宇宙中其他大质量恒星的所在地。

所以,银河系总质量约1.5万亿太阳质量,恒星R136a1约为太阳质量的900万倍,所以没有发现比银河系质量更大的星星。


军机处留级大学士


宇宙这么大,其中的天体不计其数,那么,是否有哪颗星的质量超过银河系的质量呢?

迄今为止,天文学家并没有在宇宙中发现单个天体的质量大于银河系。银河系是由大量的恒星以及气体云组成的庞大结构,它在星系中算是大型星系。例如,银河系所在的本星系群包含了五十多个星系,银河系是其中第二大星系,其余大部分星系都是矮星系。银河系非常庞大,没有哪颗星的质量可以与之相比。

在目前已知的宇宙天体中,质量最大的单颗星体是TON 618,这是一个位于104亿光年外的超大质量黑洞,它的质量为660亿倍太阳质量。也只有超大质量黑洞可以成长到如此大的质量,因为它们可以不断吞噬周围的物质而逐渐增加质量。另一方面,恒星的质量不会无限增长,这会受到爱丁顿极限的限制,最大的恒星质量只有太阳的几百倍,远小于超大质量黑洞。

但与银河系的质量相比,TON 618还是小了不少。银河系的质量至少为1万亿倍太阳质量,这相当于15个TON 618。

那么,宇宙中会有比TON 618还要大得多的超大质量黑洞吗?

根据目前的理论,最大的超大质量黑洞应该只能成长到太阳质量的数百亿倍。超大质量黑洞是通过吞噬周围吸积盘中的物质而逐渐成长,但质量增加到太阳数百亿倍之后,吸积盘中的气体云会在黑洞引力的作用下而坍缩形成恒星,它们最终不会落入黑洞,所以黑洞的成长也就会停滞。

不过,与一些矮星系相比,超大质量黑洞的质量显得更高。例如,银河系的其中一个卫星星系——大麦哲伦星系,它的质量大约为太阳的100亿倍,这要比TON 618的质量还小。银河系的另外一个卫星星系——六分仪座矮星系更小,它的质量只有太阳的3亿倍,这甚至要小于M87星系中心的超大质量黑洞。

目前已知最小的星系是位于11.4万光年之外的Segue 2,它也是银河系的卫星星系。这个矮星系的质量只有太阳的55万倍,这仅为银心超大质量黑洞的八分之一。


火星一号


宇宙中有没有哪颗星的质量超过银河系的质量?

天下之大无奇不有,这是我们形容世上啥事啥人都有的一个常用成语!但宇宙比天下大多了,而且我们观测过的宇宙连整个宇宙的九牛一毛都没有,那么请问,有比银河系更大的恒星吗?当然无论是告诉大家有或者没有,都必须说出个理由来,否则只能判定为不及格!

对于上图应该是很熟悉了,最大的恒星已经更新成盾牌座UY了,但这并不重要,因为我们今天关心的是恒星的质量,因为尺寸最大和质量最大的恒星并不统一!到现在为止我们观测到最大的恒星并不在各位想像的银河系中,而是在大麦哲伦星系蜘蛛星云的R136星团中心的R136a1,质量为太阳的265-315倍,后修正为256倍!

天文学家认为,R136a1已经超过了最大恒星:150倍太阳质量的爱丁顿极限!

爱丁顿极限:当恒星质量过大时,其燃烧产生的辐射压将会使被引力束缚在一起的恒星变得非常不稳定,恒星外壳将会在恒星风与内部辐射压的双重作用下大量逃逸,R136a1正处在大量丢失物质的状态!

R136a1在天球上的具体位置,注意上图中N(北)和S(南)的区分,各位在北半球是找不到的大麦哲伦星系的!另外R136a1的星等为+12.23,需要150MM以上口径的望远镜才能观测到!

上图是恒星生命周期的赫罗图,左上角的就是蓝特超巨星,请注意哦,这些恒星不会经过红巨星时代,在氦元素聚变开始就会形成高光度的蓝变星,未来将会Ⅱ型或Ⅰb、Ⅰc型超新星爆发,而恒星核则将坍缩成黑洞无疑!

从另一个角度看,即使冷天体(不会进行恒星聚变燃烧的理论天体),则会超过1.44倍太阳质量时恒星电子简并态支撑力难以对抗引力坍缩而形成中子星,这就是钱德拉塞卡极限!而当中子星质量超过3.2倍太阳质量时,中子星也将变得不稳定而坍缩成黑洞,这是奥本海默极限!因此天体不可能无穷增加质量,可以存在远超太阳质量的恒星(比如256倍太阳质量的R136a1)是因为恒星核聚变会产生辐射压对抗引力坍缩!

银河系的质量高达4.1771*10^41千克,约为太阳质量:1.9891*10^30千克的2.1×10 ^11倍,即使有这样的天体它也不可能稳定存在,即使是观测到的宇宙中质量最高的黑洞也才是太阳的600多亿倍,也许有可能存在更高质量的黑洞,但很明显恒星是不存在的!


星辰大海路上的种花家


依托于哈勃太空望远镜和欧空局的盖亚卫星,科学家对银河系进行了迄今为止最精确的质量测量,银河系的质量包括2000多亿颗恒星、银心处400万倍太阳质量的超大质量黑洞,剩下的就是暗物质,银河系总质量大约1.5万亿倍太阳质量。


如果论最大质量单天体只能非星系中心超大质量黑洞莫属,银河系中心的超大质量黑洞大约400万倍太阳质量,而前段时间拍摄的M87星系中心超大质量黑洞大约是65亿倍太阳质量。

而人类目前已知的最大质量天体也是一个黑洞ton618,它的质量达到了660亿倍太阳质量大约是银河系的二十二分之一。这颗黑洞距离我们大约104亿光年,(不考虑宇宙膨胀)这意味着人类观测它的那束光来自于104年前,大约是宇宙大爆炸后的34亿年。


这颗黑洞是目前已知质量最大的单天体,如果考虑到黑洞的不断吞噬的特性,貌似黑洞的质量并没有上线,随着时间推移星系中心的超大质量黑洞会越来越大,未来可能会出现这样的天体。



科学黑洞


恒星与星系是不同的概念,它们的质量不是相同数量级的。

到目前为止,还没有在宇宙中发现有那颗恒星的质量能超过银河系的,理论中也不会有这样的超大质量恒星。

目前人类已经基本搞清楚了恒星的演化过程,包括其诞生、死亡及在主序阶段的各种可能。

当一个从星云中凝聚出来的新生恒星开始发光时,它自身的重力和向外的辐射压力会取得一个平衡点。如果质量过大,辐射压也会更强,如此就会将外层物质吹散,这样恒星质量就没办法再继续增加,这个极限叫做爱丁顿极限。这个极限不仅是恒星所能达到的最大光度极限,也决定了恒星的最大质量极限。由艾丁顿光度极限可推算出恒星的质量极限大约是150倍太阳质量,这个质量根本没法跟一个星系的质量相比。

也许在大爆炸后最早诞生的那一批恒星质量会非常大,甚至能达到太阳的300倍甚至更大,可是这一代超大质量恒星存在的时间极短,会迅速燃尽燃料,这批恒星应该已经灭绝了。除非未来人类能够观测到这些恒星刚刚诞生时的遥远距离,或许才能看到它们的踪迹。但它们的质量依然无法跟星系相比。

在以前,对类星体没有足够认识的时候,将类星体看做为“类似恒星”的单一天体,它可能接近一个星系的质量。但现在普遍认为,类星体是一个裸露的活动星系核,一个疯狂吸取物质并产生猛烈辐射的超大质量黑洞,周边吸积盘上有远远超出一个恒星质量的物质。所以不能将类星体看做单一天体,甚至是恒星。


心系宇宙天地宽


按照现在人类的认知、按照现在积累的知识储备,在已知宇宙中不可能存在哪颗星的质量会超过整个银河系的质量。按照宇宙中天体的划分,除去黑洞、白矮星、中子星等一类致密天体,就是恒星的质量最大了,在恒星之下是行星、行星的卫星、小行星等一众小天体。

恒星的质量最大会有多大呢,不会超过约300倍太阳质量以上,这个数值目前来说的话,还存在争议,但就目前的发现来看,最大质量的恒星是R136a1,它的质量是太阳的265倍,这远远远远小于银河系的质量,要知道银河系的总质量要在太阳质量的1.5万亿倍以上。

恒星的质量是有上限的,这是肯定的,早些年人们认为恒星的质量不会超过太阳质量的150倍,可是没过多久,科学家就发现了R136a1,人们于是重新对爱丁顿极限进行理解,但不可否认的是,恒星的质量越大,核聚变反应速率就越快,从而恒星的寿命也就越短,而且会更快的经历超新星爆发然后形成黑洞。

并且,当恒星的质量足够大时,巨大的辐射会将恒星表面及周围的物质吹开,这样的话,会自然的阻碍恒星的进一步增长,总而言之,恒星的质量不会太大,一般在几倍、几十倍于太阳质量,少数的会在100-300倍太阳质量之间,但是这样的恒星不会稳定,寿命也特别的短,只有百万年、千万年左右,这与咱们的太阳100亿年寿命是没法子比的。

图/源自网络,侵删

一家之言,欢迎您们的补充!


科幻船坞


恒星是不可能到,爱丁顿光度限制恒星的最大质量大约150倍太阳质量,再大下去引力就无法抵抗辐射光压了。实际观测中发现的最大恒星是R136a,大约200多倍太阳质量,猜测是多个巨恒星碰撞合并的。

比恒星更大的单个天体就是黑洞了,但也没发现比整个银河系质量还大的黑洞。


老馒头簸箕


有!江苏宇宙星


用户童言无畏


肯定没有这样的星体存在,这样巨大的质量无法维持星体的形态。会塌缩成黑洞


机器人不哭


有某超星系团中心的超级黑洞


分享到:


相關文章: