宇宙中最小的恆星有多小？最大的有多大？

2020-01-08 23:04:53 佚名

明教教主張無忌4

宇宙中最大的恆星是UY Scuti，也就是盾牌座UY，最小的恆星是一個名為Ogle-tr-122 b，原來最小的恆星是2MASS J05233822-1403022，現在數據已經更新了，接下來我們從小到大說一下吧

目前已知最小的恆星是Ogle-tr-122 b，這是一顆屬於雙星系統的紅矮星。這顆紅矮星是有史以來測量的直徑最小的恆星，據計算，Ogle-tr-122 b直徑只有167000千米，也就是說它比木星大20%。不過，特別的是Ogle-tr-122 b的質量是木星的100倍，但它只是稍大那麼一點。

Ogle-tr-122 b和太陽系其他行星的對比

恆星支持核聚變的最小理論質量是0.07或0.08太陽質量，所以有較小的恆星存在。Ogle-tr-122 b的半徑大約為0.12太陽半徑，質量約為0.1太陽質量，也可以說是約等於木星的一百倍。

所以說Ogle-tr-122 b的密度大約是太陽的50倍。Ogle-tr-122 b的質量接近氫聚變型恆星最小質量的極限（0.07或0.08太陽質量，接下來我們看一看最大的恆星吧。

UY Scuti盾牌座UY恆星發現於2012年，它是目前人類觀測到的最大的恆星，如果將盾牌座 UY 放在太陽系的中心，它的表面將超過木星軌道，範圍之大甚至會接近土星軌道。

光環繞這顆恆星的赤道一週需時6到7個小時，而光環繞太陽赤道一週僅需時14.5秒，也就是說盾牌座UY可以容納45億個太陽。盾牌座UY只能說又大，亮度又很高，但是盾牌座UY的質量卻只有太陽質量的35倍左右。盾牌座UY在未來幾千萬年內就會成為黑洞，而太陽則還能撐幾十億，可以說是宇宙的奇蹟了。

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宇宙與科學

俗話說，沒有對比就沒有傷害。太陽質量相當於33萬個地球，對於生活在地球的我們來說，地球都是何其龐大的，由此太陽甚至不能想象。

我們的太陽屬於恆星，恆星數量整個宇宙是無法估量的，單單我們銀河系就有1000億到4000億顆，太陽只不過是再普通不過的其中一員。

恆星由於是自身產生核聚變的天體，所以再小，質量也必須具備核聚變的條件，這個臨界值大約為木星質量75倍。也就是說一個星體最少都要達到這個質量，才具備聚變條件。太大也不行，質量太大，恆星劇烈的核聚變會使自身不穩定。

目前，觀測到的最小恆星是2014年科學家在距離地球40.3光年的天兔座發現的一顆紅矮星，被命名為J0523。這顆紅矮星小到什麼程度呢？直徑只有12.5萬千米，相對而言，我們的木星直徑14.3萬千米，甚至比木星還小。但質量是木星77倍。

它的亮度僅有太陽的1/8000，表面溫度只有大約1800℃，要看它必須藉助相當精密的天文望遠鏡才能看到。夜空中，我們肉眼能夠看到的星星（恆星），哪怕最微弱的一顆，亮度也有它百萬倍。它可以說是名符其實最小的，剛過恆星臨界值。

要說最大，質量最大為麥哲倫星系蜘蛛星雲的R136a1。估計它的質量在265-315倍太陽質量。它的亮度亮度是太陽的871萬倍。很難想象它竟然有如此大的質量，超乎想象。要知道，這顆恆星推翻了以前科學界普遍認為恆星極限不會超過200倍太陽質量的結論。因為恆星如果太大自身很難保持穩定。

體積最大的當屬著名的盾牌座uy。這是一個名符其實的巨無霸。距離地球5100光年的盾牌座。直徑達23.77億公里。最少都是太陽的1400多倍。

其規模是如此之大，如果將盾牌座UY取代太陽放在太陽系的中心，包括別說地球，木星都將不復存在。因為它的直徑連大到木星軌道都不夠放。以光速環繞這顆恆星的赤道一週需時9小時以上，而光環繞太陽赤道一週僅需時14.5秒。體積可以容納45億個太陽進去。

壹點科譜

恆星自形成之日起，不斷通過核心的氫核聚變反應而發光發熱，這一過程可以持續很長的時間，這個階段被稱為主序階段。對於處在主序階段的恆星，質量越大的恆星往往半徑也越大。然而，隨著氫核聚變反應階段的結束，核心發生引力坍縮並啟動氦核聚變反應，由此導致外層劇烈膨脹，從而形成體型巨大的紅巨星。例如，當太陽在50多億年後演化為紅巨星時，它的最外層至少超過金星的公轉軌道。因此，有些恆星雖然質量不大，但半徑可以很大。另一方面，對於始終有核聚變反應產生輻射壓的恆星，質量越小，半徑也會越小，這類恆星就是紅矮星。

在目前已知的恆星中，質量最大的恆星不在我們的銀河系中，而是位於大麥哲倫星雲中的R136a1，它的質量相當於315個太陽，半徑相當於30個太陽。此外，這顆恆星的光度也是已知恆星中最高的，可達太陽的870萬倍。

目前已知半徑最大的恆星是銀河系中的盾牌座UY，這顆恆星已經膨脹為紅特超巨星，半徑相當於1708個太陽，體積相當於49.8億個太陽。不過，這顆恆星的質量並非相當大，實際約為太陽的10倍。

在目前已知的恆星中，質量和半徑最小的恆星是EBLM J0555-57Ab，這是銀河系中的一顆紅矮星，其質量只有太陽的8.1%，半徑只有太陽的8.4%。雖然這顆恆星的質量是木星的85.2倍，但半徑卻比木星還小，只有木星的84%。這是因為在一定質量範圍之內，聚集越多的質量，隨著引力坍縮，半徑反而變得更小。事實上，EBLM J0555-57Ab這顆恆星非常小，已經接近於理論上最小的紅矮星。

火星一號

要知道恆星的大小極限，首先得知道恆星的形成原因及由來，其次，就是“愛丁頓極限”揭示的恆星誕生的體重問題。

宇宙進入恆星時代是在大爆炸後約10億年的時候。

這個時期的宇宙中飄蕩著大量氫原子和氦原子組成的氣體，有些區域密度過高就被擠壓在了一起，然後在引力作用下吸引周邊的氣體向這裡匯聚。

越來越多的氣體匯聚過來，中心的密度就在自身越來越大的引力作用下變得越來越大，氫原子結合為氫分子，形成星際分子云。

當星際分子云密度再進一步增加，物質向中心不斷收縮，於是中心會出現一個核，外圍的氣體圍著它旋轉。隨著核心壓力、密度、溫度的持續增加，氫分子會被再次分解為氫原子。

當核心的溫度達到1000萬℃，氫聚變被點燃，內部輻射壓力與外部引力形成平衡，一顆恆星就誕生了。

通過恆星形成的原理，我們知道一個恆星的誕生要具備兩點條件：

1、質量至少能讓引力壓縮核心，達到點燃氫聚變的溫度（1000萬℃）；

2、內部輻射壓力與外部引力必須形成平衡；

理論上恆星質量的最小值

為了能讓核心達到1000萬℃，恆星必須達到一定的質量，以我們熟悉的太陽質量作為對比，恆星的最小質量至少是太陽質量的7%-8%，否則內部的核心將無法點燃，只能成為一顆褐矮星。

目前發現的最小質量恆星：EBLM J0555-57Ab，是由英國劍橋大學天文學家領導的國際團隊發現的。EBLM J0555-57Ab是一個雙星系統，它圍繞著它的主星：EBLM J0555-57A（也是一顆恆星，類似太陽），以約8 天的時間公轉。

EBLM J0555-57Ab距離我們大約600光年，質量為木星的85倍，而直徑只有木星的84%，和土星的大小相當，表面引力估計為地球的300多倍。

上圖為大小概念對比圖，從左到右依次為：木星、土星、EBLM J0555-57Ab、TRAPPIST-1（另一個低質量恆星）

這個發現發表在《天文和天體物理學雜誌》上，這也是我們迄今發現最接近恆星最小極限值的恆星，僅太陽的8.1%，EBLM J0555-57Ab幾乎是勉勉強強成為一個恆星，再小點就只有成為褐矮星的命運了。

“愛丁頓限極”預示了恆星誕生的最大質量

質量不夠就不能誕生恆星，而誕生時質量太大恆星會不穩定，必須瘦身減輕體重，而這個極限稱為“愛丁頓限極”。

如果一顆恆星誕生時吸收的物質太多，增大的引力導致內核聚變釋放能量過快，恆星內部產生的能量速度超過了釋放的速度，恆星就會膨脹然後拋灑外層多餘的物質，以此來重新達到平衡。

具體來說，就是核聚變產生的過多能量轉變為了內核物質的原子動能，這些原子速度可達每秒數千甚至數萬公里，高速運動下的原子相互撞擊，並向外層衝擊，一層一層向外撞，最後外層物質受到強烈撞擊，一旦達到逃逸速度，就會從恆星的引力場中逃掉。

“愛丁頓極限”預示著恆星誕生會有極限質量，經過計算後，一般認為是150倍太陽質量。但這個“愛丁頓極限”實際上是愛丁頓通過分析恆星最大的發光強度推導出來的。它只能揭示由氣體聚合誕生時恆星的最大質量，並不能決定恆星出生後，未來成長的命運。

所以恆星還可以通過吞噬其他小恆星的方式來增加自身質量，也就是兩顆恆星合併成一個更大的恆星。

意思就是，宇宙中的恆星誕生時最多隻能是150倍太陽質量，如果還要增大質量，就只能走相互合併的路了。

但合併的超大質量恆星會很不穩定，它的消耗速度也是極大的，而且會非常的明亮。

目前發現的最大質量恆星與最大體積的恆星

目前已知質量最大的恆星：R136a1，由謝菲爾德大學的天文學家測得質量為：265-315倍太陽質量。在2010年的時候，R136a1才被科學界公認為目前發現的質量最大和最亮的恆星。

R136a1位在大麥哲倫星系的蜘蛛星雲中，距離地球約16萬光年。目前R136a1才170萬年歲，還相當年輕。

而恆星有幾個特殊階段，在進入生命即將終結的時期，恆星（質量達到太陽一半以上）都會膨脹為紅巨星或超紅巨星，這個階段雖然它們的質量會減少，但體積確實會進入巔峰時期，膨脹至少100萬倍。

R136a1還很年輕，質量雖大但體積並不是最大的。目前發現的體積最大的恆星是年邁的盾牌座UY，質量不過太陽的10倍，而直徑可達24億公里=1708±192倍太陽半徑。

結語：

宇宙中每一顆恆星，出生時都極具分量，但在成長之路上能做大做強的，還是要靠兼併吞噬。

想法捕手

要問地球上的沙子數量多還是宇宙中的恆星數量多？相信大家都會說當然是宇宙中的恆星數量多了。要問宇宙中最小的恆星有多小，最大的恆星有多大？我們只能從我們已經發現的恆星去回答這個問題了。

先說一下最大的恆星吧。如果是體積最大，目前我們已知的體積最大的恆星叫做盾牌座UY。它位於銀河系內。盾牌座UY有多大？直徑23億7683萬千米。這個數字有多大？如果沒有概念的話，那我們把盾牌組UY放到太陽系太陽的位置看看就明白了。距離太陽最近的水星、其次是金星、地球、火星都被盾牌座UY吞沒了。這還沒完，距離太陽7.8億公里的木星也被它吞入腹中。土星距離太陽13.5億千米比盾牌座UY的半徑11.88億千米要大，沒有被盾牌座UY吞掉，逃過一劫。這麼一比較，盾牌座UY的半徑可以延伸到土星軌道附近！盾牌座UY有45億個太陽大小。

盾牌座UY雖然體積是目前發現的恆星中最大的，但是質量卻只有太陽的32倍。盾牌座UY只是虛胖，並不是質量最大的恆星。目前人類發現的質量最大的恆星是R136a1。它位於銀河系的衛星星系大麥哲倫星系中，距離地球16萬光年。這顆恆星的質量是大約是太陽的265倍。直徑是大約是4500萬千米。看起來R136a1個頭比盾牌座UY小得多了，直徑只有盾牌座UY的大約五分之一。同時這顆恆星也是目前已發現的最亮的恆星，亮度是太陽的871萬倍！

說完了體積和質量最大的恆星，再看看最小的恆星哪顆。在宇宙當中不乏大質量、大體積的恆星，但是質量和體積最小的恆星在宇宙中屈指可數的。在距離地球40光年的地方科學家發現的這顆恆星被認為是最小的恆星。它的名字是2MASS J05233822-1403022。名字有點長不好記，可以簡稱為J0523。它恰好於恆星最小質量的臨界值上，也就是說它的質量大約是太陽質量的7%~7.7%。換種說法，它的質量是木星的70倍到77倍。如果木星達到這個質量的話也會成為一顆恆星的。恆星J0523雖然質量比木星大許多，但是它的體積卻比木星小。因此科學家認為恆星J0523不僅僅是質量最小的恆星同時也是體積最小的恆星。

“宇宙最小恆星”的表面溫度非常低，大於只有1800℃，也就和我麼冬天取暖燒的煤炭爐子溫度差不多。亮度就更低了，只有太陽亮度的八萬分之一。

雖然J0523“又暗又冷”，但是它也是和其他的大恆星一樣進行著核聚變反應。而且J0523還有一個巨大的優勢“耐燒長壽”。前面提到的兩個大傢伙盾牌座UY和R136a1的生命週期非常的短。盾牌座UY的壽命只有短短的1000萬年到5000萬年，而且現在它已經進入了老年期，是一顆紅超巨星了。R136a1的壽命更短，只有短短的300萬年的時間。

而最小恆星J0523目前正處於主序星階段，再過個幾千億年甚至是上萬億年它還是停留在主序星階段，繼續穩定的燃燒。天知道它會什麼熄滅，大家說是不是很恐怖啊？

兔斯基聊科學

不同天體的大小都有其限度，恆星也是如此，理論上認為，恆星的最小質量不能小於木星質量的80倍，最大質量則大致為太陽的120倍。那麼宇宙中恆星是處於這樣的質量限度內嗎？目前來看是的。

隨著天文觀測技術的進步，人類已經發現了各種各樣形形色色的恆星。其中最小的恆星是2MASS J0523-1403，無論是體積還是質量都是已知恆星中最小的。

J0523是一顆處於主序星階段的紅矮星，其亮度僅有太陽的1/80000，表面溫度為1800℃(太陽為5600℃)，由於溫度太低，亮度不高，我們用眼睛能看到的最暗的恆星都比它亮幾萬倍。

這顆恆星距離我們只有40光年，位於天兔座方向，需要用大型精密天文望遠鏡才能看到，它的直徑不到太陽的9%，為5.98萬千米，還沒有太陽系中的木星大，只和土星相當。但是它的質量卻比木星和土星大得多，大約為木星的84倍，但即便如此，也只是處於恆星最小質量臨界值的邊緣，如果小於木星質量的70倍的話，那它就成不了恆星了，只能是一顆褐矮星。

那麼已知質量最大的恆星有多大呢？前面說了，恆星的最大質量不應該超過太陽的150倍？但是實際觀測卻發現了不同，目前發現質量最大的恆星是位於大麥哲倫星雲中的R136a1，這顆藍特超巨星遠在16.3萬光年之外，其質量卻高達太陽的315倍，表面溫度高達5.3萬度，體積相當於數萬個太陽，不過關於這顆恆星的觀測數據，天文學界還存在疑義。

不過雖然這個恆星的質量最大，但並不是體積最大的，盾牌座UY是目前發現半徑最大的恆星，這是一顆典型的紅特超巨星，體積相當於太陽的近百億倍，但是質量只有太陽的十餘倍。

另外還有手槍星，海山二質量和體積都很大，都在太陽質量的一百倍左右，手槍星的亮度是太陽的170萬倍，海山二隻相當於太陽亮度的500萬倍，這都是因為它們的質量太大，內部的核聚變等恆星反應非常劇烈造成的。

人類的方向

宇宙中的恆星也分好幾種，根據恆星的階段不同，其大小也會發生很大變化，就好比我們的太陽在生命末期會膨脹為紅巨星一樣。

劍橋大學一個研究組早前找到了人類有史以來觀測到最小的一顆恆星，半徑只有木星的84%，質量是太陽的0.81倍（宇宙間的天體質量至少要太陽質量的0.07倍才能引發內部核聚變反應變成恆星），可以說發現的這個紅矮星是質量是剛剛達到及格線了，這個最小恆星的編號是EBLM J0555-57Ab。

其實恆星越小壽命越長，大質量恆星的核反應太厲害有的甚至只有100萬年的壽命，而科學家發現的這個最小質量恆星壽命可達上千億年，可謂與宇宙同壽了。

相比最小的恆星，最大的恆星知名度往往更高一點

盾牌座uy是人類發現的體積最大的恆星，如果拿太陽和它在一張照片上，那麼太陽連一個像素點大小都沒有。

盾牌座uy的直徑達到2376828000公里，以光速繞這盾牌座uy的赤道一圈需時9小時以上，而以光速繞我們的太陽一圈只需要14.5秒，可以想像盾牌座uy是多大了，我們要是在上面打電話起碼有9個小時代延遲。

如果把它和我們的太陽互換，那麼其大小可以佔滿火星軌道以內的所有空間，也就是說到時候地球金星和水星早就被燒化了。

宇宙探索未解之迷

問題中並沒說明最小最大指的是體積還是質量，天文學家最看重的是天體的質量而不是體積，下面就從質量方面說一下恆星的大小。

據科學研究，理論上恆星的質量下限是0.08個太陽質量，低於這個質量的天體內部就不會產生氫核聚變成為主序星，而只會成為一顆褐矮星。

實踐上，天文學家曾在2017年7月17日宣佈在銀河系內發現一顆距地600光年的恆星，編號為EBLM JO555 57Ab。它的體積僅為木星的84%，與土星相當。質量為木星的85倍，為0.081個太陽質量，極為接近恆星質量下限。

實際上質量是恆星結構和恆星演化的決定性因素，搞清恆星形成和演化原理就明白恆星為什麼會存在上限和下限。並且也容易判斷恆星質量的下限和上限。

天文學家和宇宙學家對恆星的演化原理和細節已經搞得比較系統了。象太陽這些恆星都是起始於星系中的氫分子云，

當這些分子云的質量超過系統的金斯質量或受附近震波干擾造成氣體密度升高時，氣體的熱壓力抵抗不了氣體的引力，分子云就開始坍縮，坍縮過程中內部溫度不斷上升，熱壓力隨之升高，但仍然抵抗不了氣體的引力，分子云繼續收縮，直到內部溫度達到氫核聚變的壓力和溫度，氫元素被點燃，收縮暫停，一顆恆星就誕生了。

人們就把內部主要為氫核反應的恆星叫主序星，所以這裡就存在一個恆星最低質量的限制――即如果分子云質量坍縮產生的熱壓力剛好抵抗不了氣體引力而能點燃氫元素時氣體的質量就是恆星的質量下限。低於這個質量的星體也能形成，但其中央溫度不高，不能進行核反應，只能依靠引力收縮釋放能量，到目前沒發現低於0.08個太陽質量的主序恆星。

至於恆星質量上限肯定是有，但眾說紛紜，理論上限很不確定。

從恆星內部的核反應開始，與引力對抗不僅是熱壓力，還有輻射熱量導致的輻射壓力，質量越大的恆星內部核反應速度越大，溫度越大，內部產生的輻射壓強越大，當溫度達到很高的一個值時，氣體的壓力加上輻射的壓力就會超過引力的束縛，恆星就會膨脹，當然氣體壓強會隨著體積增加而減小，但如果氣體壓強減小到0時，壓力仍然和引力不平衡，恆星就會解體，重新變成一團氣體。所以肯定存在恆星質量上限。有人計算出60――100個太陽質量是恆星上限。但在實際觀測中發現了200個太陽質量的恆星。還有證據表明，在大麥哲倫星系中有一個超大質量恆星R136a，有相當於3000個太陽的質量。

由於宇宙結構非常複雜，恆星演化理論還待發展完善，所以目前還不能非常確定恆星質量上限。

如果從體積上說，宇宙中已知最大恆星是盾牌座UY紅超巨星

盾牌座UY的直徑是太陽的1700多倍，體積是太陽45億倍。但質量僅為太陽的32倍。

當然如果黑洞也算恆星的話，那目前已知最大的黑洞是TON618。

它是一個類星體的中心，質量為太陽的660億倍，是太陽亮度的140萬億倍，比整個銀河系都亮。體積（視界）也最大，是盾牌座UY的500萬倍。史瓦西半徑近2000億公里，是盾牌座UY的167倍。

物原愛牛毛1

仰望星空，我們所能看到的星體絕大部分都是恆星，不過恆星的大小差異也是很大的，能目視的恆星絕大部分都比我們的太陽質量更大，比太陽質量小的星體大部分都是無法用肉眼看到的，比如距離我們最近的比鄰星，只有4.22光年之遙，但是不用天文望遠鏡是根本看不到的，而有很多質量較大的恆星距離我們數百或者數千光年都可以被目睹到。

迄今為止天文觀測中發現最小的恆星是2MASS J0523-1403，無論是體積還是質量都是已知恆星中最小的。它距離我們只有40光年，位於天兔座方向，是一顆處於主序星階段的紅矮星，亮度僅有太陽的1/80000，表面溫度也只有1800℃，我們的太陽的表面溫度為5600℃左右，所以這顆恆星需要用大型精密天文望遠鏡才能看到。

這顆恆星的個頭也小到讓我們吃驚，它的半徑還不到太陽的9%，為5.98萬千米，木星都比它大，其只和土星相當。不過它的質量卻比木星和土星大得多，大約為木星的84倍，可能很多朋友要吃驚了，一顆星體還沒有木星大，但是質量卻比木星大了84倍，這可能嗎？但根據天文觀測結果分析就是如此，要不然它也成不了恆星。

通常認為恆星最小質量界限為太陽的7~8%，J0523質量相當於太陽的0.08倍左右，處於恆星最小質量臨界值的邊緣，宇宙中應該也有比J0523更小的恆星，但質量值頂多再下探1%，如果質量再小的話，基本就成不了恆星了。

目前已知的質量最大的恆星是R136a1，位於16萬光年之外的大麥哲倫星系中，這是一顆藍特超巨星，質量高達太陽的265倍，相當於最小恆星J0523的3300多倍，其表面溫度高達5.3萬度，其體積相當於數萬個太陽。

不過雖然這個恆星的已知質量最大，卻並不是體積最大的，盾牌座UY才是目前發現半徑最大的恆星，體積相當於太陽的45億倍，相當於J0523的53000億倍，這是一顆紅特超巨星，它的質量遠不如R136a1，只有太陽的30倍左右，體積較大的星體還有大犬座VY，只比盾牌座UY小一些，不過它的質量也不大，質量較大的恆星有還手槍星和海山二等，質量約為太陽的一百倍左右，其亮度也很高，如海山二的亮度相當於太陽的500萬倍。