03.03 有沒有可能出現半徑為一光年的星球?

澳斯錘利亞


半徑為一光年,直徑兩光年,這樣的星球可以塞滿整個的太陽系,包括了假想中的奧爾特雲,很顯然,如此龐大的星球不可能存在,無論是氣體星球還是岩石星球,都不可能存在如此之大的星球,至少在已知宇宙中不會存在。

宇宙中的星體在演化的時候存在著諸多的質量上限,錢德拉塞卡極限——穩定白矮星質量上限,奧本海默極限——穩定中子星的質量上限。

一顆岩石質星球如果質量足夠大,那麼無疑,它自身的引力收縮就會導致所有的物質向著中心“壓”過去,越聚集越密,最終成為一顆緻密星。

(半徑一光年究竟多大呢?試想一下,將它放在太陽位置,它的邊界甚至可以觸碰到奧爾特雲邊際,很顯然,這樣的星球無法存在!因為超出了人類的想象!!!)

恆星也是如此,恆星不僅存在著質量上限,也存在著質量下限。恆星的質量上限不好確定,雖然一般上認為質量上限為150倍太陽質量,但是在宇宙中還發現了200多倍於太陽質量的恆星,不過這類高質量恆星,通常自身並不穩定,壽命較短。

目前人類已知的體積最大的星球是盾牌座UY,直徑約為太陽直徑的1700多倍(關於盾牌座UY的直徑,尚需等待天文學家的進一步測定。)

宇宙中的星球可以比太陽大得多,但是絕對不可能出現像半徑一光年的這種星球,因為,體積如此巨大,質量必定也很龐大,那麼自身的引力收縮就會導致體積縮小,趨向於更穩定的形態。像半徑為一光年的星球,引力收縮到最後,將成為一顆大質量黑洞。


科學船塢


半徑一光年直徑就是兩光年了,這種巨大的星球是不可能存在於我們這個宇宙中的


目前人類發現的體積最大的天體是盾牌座UY,雖然恆星的個子天生就大,但是盾牌座UY的直徑是太陽的1709倍,可以容納45億個太陽或者2億億個地球。(不用在上面的圖裡找我們的太陽,最左邊的藍色小點點都要比我們的太陽大許多倍,事實上太陽在這張圖裡比一個像素點還要小)

盾牌座UY的直徑是2376828000公里,半徑是1188414000公里,一光年9460730472580.8公里。我也不列數字了,反正盾牌座UY半徑是遠遠不到一光年的。

宇宙中星球的大小是有一個極限的,並不是無限增大

恆星的體積極限被稱為愛丁頓極限,原本愛丁頓極限是指恆星的大小不可能超過太陽大小的150倍,一旦超過了就會難以維持穩定形態,但是後來發現的許多恆星都超過了愛丁頓極限,現在的愛丁頓是太陽的300倍。

如果一個恆星的大小一直增長,那麼在達到1光年之前它就會坍塌成黑洞。

雖然宇宙中沒有半徑為一光年的星球但是卻存在直徑為幾十光年的天體,最直接的例子就是宇宙中的星雲,下圖中超新星爆發後產生的蟹狀星雲直徑已經超過了12光年,並且還在繼續膨脹。

上圖是氣泡星雲,它的大小也是幾光年之巨,所以說宇宙中稀薄的星雲反而可以擴散的更大更遠


宇宙探索未解之迷


回答這個問題前,我們先說一下什麼是光年。

光年:它不是表示的時間單位而是指定的是距離,表示光在真空中一年所走的距離。

光(電磁波)在真空中的傳播速度。2013年公認值為C=299 792 458 米/秒(精確值)

一光年等於光在真空中傳播一年的距離:所以一光年就等於 9,460,730,472,580,800米(準確),或大約相等於米 = 9.46 拍米

這個問題,不知道你問的是恆星還是行星?

如果是行星的話,半徑為一光年的行星存在的概率極小,

太陽系內最大的木星,直徑只有28萬公里,而1光年=10萬億公里,差的太多,目前發現的系外行星不超過600顆,最大的也不過就是木星的兩倍.

沒有發現超大的行星,不代表沒有,畢竟宇宙那麼大。

如果是恆星的話,存在的概率要大一些。

太陽系內.太陽的直徑是140萬公里,

目前已知最大的大犬座VY,直徑大約為太陽的2000倍,算起來也就是28億公里,大約萬分之三光年.不過這麼大的恆星,質量卻只有太陽的幾十倍,因為密度太低.

黑洞

黑洞是一個特殊的天體

根據相對論,黑洞的半徑和質量存在嚴格的對應關係,1光年半徑的黑洞對應的質量是6萬億個太陽質量.一般情況下,我們已知的最大的黑洞都是星系中心黑洞,目前較大的黑洞,質量也就是百億個太陽質量,算起來不到0.01光年.

宇宙那麼大,存在的星系數以萬計,而我們人類所觀測到的,只有萬億分之一那麼多,存在一光年半徑的星球也說不準,只是我們沒有發現而已。

希望我的回答,對你有所幫助!


飛鳥慕魚


理論上看來,半徑為一光年的天體是存在的,當然可能不規則,但尺度上肯定是符合要求的!那麼這些天體是怎麼形成的呢?

直徑超過2光年的天體而且外觀接近圓形的天體應該不少吧,如果不在意天體的密度,如果不在意恆星的進程,那麼我們有理由認為,不只是半徑一光年,數光年甚至更大的天體都是存在的!

但恆星並不是如此定義的,我們將恆星定義為由引力約束在一起、一顆球型通過輕元素聚變而發光發熱的等離子天體!而上圖中的這些天體已經走到恆星的死亡時刻-白矮星和周圍被其紅巨星時代末期所拋棄的外殼混合體,並且這個外殼還在不斷擴散,尺寸在不斷增加!我們有理由認為直徑約2光年的恆星是不存在的,這有幾個原因:

第一、質量過大的恆星將會很快的燃燒完自己成長中所積累的氫元素,然後步入紅巨星時代,一旦進入紅巨星時代,那麼這顆恆星的壽命就開始倒計時了!即使其引力仍然在吞噬周圍的星雲氣體(假如恆星風也沒能將星雲物質吹跑),那麼進入紅巨星時代後,其成長必然會停止下來,因為膨脹的紅巨星會稀釋恆星的密度,導致恆星周圍的引力強度下降,因此圍繞其運行的物質都會跑到一個更高的軌道!而此時恆星已經進入最後時刻,未來等待的將是超新星爆發,這個非但不會增加恆星的體積,爆發後將會使中心的內核進入中子星時代或者黑洞時代!!

第二、過大的天體質量將會有另一個問題!恆星開始核聚變後產生的恆星風會減慢恆星的成長,因為其將物質都吹離了,當然一些巨大的恆星仍然會有一些機會!但最終會如上所描述導致其不可能長得太大!那如果不成為恆星呢?就沒有恆星風和紅巨星以及後續的超新星爆發了!是不是就可以無限長大了呢?

答案同樣是不行,因為岩石質的天體在無限成長的過程中會逐漸坍縮成白矮星,因為其巨大的引力導致其內核不斷收縮,而這個下限並不高,達到0.4-0.5個太陽質量即可!那麼在繼續成長,比如超過1.44個太陽質量,很抱歉,此時超過了Ia型超新星爆發的界限,即使不是氣態天體也進入超新星爆發的極限了......因此在固態岩石質天體的無限成長中似乎無法超過Ia型超新星爆發的極限!

而岩石質天體在這個極限時尺寸甚至比太陽還小!

超新星爆發示意圖!請注意,原生恆星的超新星爆發在中心是會留下渣渣的哦(一般是中子星或者黑洞),但Ia型超新星爆發缺是個例外,本身將直接炸散成為類地行星形成的重要原料!其中將有大量的氧元素和碳元素等!因此Ia型超新星爆發對於生命的形成是非常關鍵的!


星辰大海路上的種花家


完全有可能!關鍵是你對星球的定義標準是什麼?

如果你定義的星球:僅是指氣態狀類球形天體,那麼,任何大恆星的的初始形成狀態,即低密度的原始恆星雲胚狀態,其半徑幾乎都是超過一光年的。也就是說,所有恆星的初始狀態,其直徑都符合你的提問!

如果你的星球定義,是指通常意義下的已演化成熟穩定的,各種氣固態球形天體,如普通恆星,行星類天體,那麼依據人類現有的對自然的知識與相關理論,則可以回答為:幾乎沒有也幾乎不可能有這麼大的足夠穩定的天體!

另外要提醒的是,我們人類太渺小,僅僅只有數千年的弱智

弱識的文明史,地球也只是浩瀚宇宙中的小灰塵點。浩瀚宇宙中無奇不有,依我們現在的智識,我們根本無法作出絕對的或足夠正確的判斷結論!所謂的愛因斯坦相對論宇宙理論,比如大爆炸論,星糸,恆星,...黑洞演化理論等,都還是些遠未得到足夠驗證的假想態理論。最多隻能說,目前為止,這些理論得到了大多數人的認同而已!

所以,你這個問題的最正確答案是:永遠無解,永遠只有相對正確性的暫時近似解答!


天眼深度觀察分析


就在目前可見宇宙920億光年範圍內,人類並未發現半徑達到一億光年的星球。至於超出這個範圍內是否存在,我們不得而知。但是根據現有的物理學定律,估計半徑可以直接到達1光年的星球幾乎不存在。



一旦星球質量達到10倍以上太陽質量,那麼這顆星球必須依靠熱核反應提供的能量來抵抗自身巨大的壓力,如果沒有熱核反應,那麼此星球就會直接坍塌成為黑洞。所以,大於10倍太陽的星球,必須是一顆恆星才行。而題目中說的星球半徑都有1光年,所以這個星球也必須是一顆恆星才行。



我們都知道,恆星的質量有一個下線。那麼,恆星的質量是否也有一個上線呢?

這個問題科學家們曾經思考過,並提出了“愛丁頓極限”。即恆星的質量有一個上線(愛丁頓極限),一旦恆星質量大於這個極限,則會導致星核內部反應過於劇烈,巨大的核能被星體表面物質吸收後,就會導致這些物質的動能持續增加,最終超過此恆星的逃逸速度而離開星體表面。也就是說,隨著時間的增加,恆星的表面會越來越少,最終體積也不短減少,達到一個合理的體積。



以前科學家們計算認為愛丁頓極限是150個太陽質量,可是自從發現了體重是太陽300倍的恆星R136a1,科學家們就不得不從新審查愛丁頓極限了。雖然人們低鼓了愛丁頓極限,但是恆星的極限也不可能太大。而1光年來實在是太大,恆星根本無法存在。


科學探秘頻道


施鬱(復旦大學物理學系教授)

目前還沒有,將來也很難出現。按目前的理論上限,不能出現。

星球大了以後,自身的引力就很大,就會發生引力塌縮。引力塌縮的最後歸宿是黑洞。

如果將黑洞算為星球,那麼目前最大的“星球”是超大質量黑洞。它們住在星系的中心,大多數星系的中心都有超大質量黑洞。銀河系的中心的黑洞的質量是幾百萬太陽質量,半徑小於17光時。2015年,天文學家曾聲稱發現質量120億太陽質量的超大質量黑洞(J0100+2802),形成於宇宙約10億歲的時候。

黑洞外面有吸積盤,由氣體和塵埃組成,有熱輻射,所以吸積盤是發光的。類星體可能就包含超大質量黑洞,併發出宇宙中最強烈的光。

吸積盤也限制了超大質量黑洞的生長。當有氣體和塵埃靠近黑洞時,就會阻礙其他氣體和塵埃進入黑洞。而且熱輻射也會阻礙物質落入黑洞。

有觀點認為,極超大質量黑洞(是通常的超大質量黑洞的10倍)的理論上限是大概500億太陽質量左右。超過100億太陽質量時,就會發生生長減慢,以至於不穩定的吸積盤形成繞著黑洞的星。

目前已知最大的黑洞是660億太陽質量,以及略超過上面說的理論上限。因為黑洞半徑正比於質量平方,可以算出其半徑也就2千億公里,仍然小於1光年(大概是10萬億公里)。


物理文化與施鬱世界線


我與其他人的觀點恰恰相反。我個人認為如果大家不否認黑洞也是星球的一類的話,宇宙中有可能存在半徑為一光年的星球。

我這麼說並不是空穴來風,而是有一定的理論依據。在我們絕大部分人的映像中,黑洞都是那種密度和質量都奇大的天體,所有的東西只要靠近黑洞都會被毫不留情地吸進去,連光都不能逃脫。但其實這句話中有一個錯誤,那就是並不是所有的黑洞的密度都是特別特別的大,某些黑洞的密度可能小的超乎你的想象。

黑洞之所以“黑”,是因為在其附近某個範圍內,其逃逸速度大於光速,也就是說一旦到了這個範圍,光都不能逃脫。假設這種天體完全靜止且不吸收外界的物質,那麼這種天體的半徑就被稱為史瓦西半徑。當然了這是一種十分理想的情況,實際上可能很難出現,但即便實際情況也和理想情況差不了多少。通過對史瓦西半徑的公式進行簡單的分析,你就會發現黑洞的密度真的可以那麼小。

史瓦西半徑的計算公式是半徑=2GM/c²,其中G是引力常量,是一個常數,M為天體質量,c為光速。根據這個公式可以看出:一個黑洞,如果其質量增加了一倍,那麼其半徑也就增加了一倍,質量與半徑的增加是成正比的。

但是大家要注意一點,黑洞本質上仍然是一種天體,也就是一個球形。而球的體積公式是體積=(4/3)*π*r的三次方。注意是半徑的三次方,也就是說半徑增加一倍,體積會增加八倍。簡單算一下就可以知道,黑洞的質量增加一倍,其密度就要降到原來的四分之一。而宇宙中的黑洞絕不僅僅只有恆星質量級,星系中心的黑洞都是星系質量級,動輒百萬倍太陽質量,宇宙中星系無數,更大的黑洞是肯定存在的。質量增加了這麼多其密度又降了多少呢?

因此,如果把黑洞看作一種天體的話,按照這種說法,宇宙中有可能存在半徑為一光年的黑洞。當然在這個黑洞的內部究竟是均勻分散的物質還是一個密度無限大、體積無限小的奇點這個不敢妄言,但黑洞一般都以其史瓦西半徑作為邊界,因此,個人認為宇宙中有可能出現半徑為一光年的星球。


張家小智兒


太陽的半徑約為70萬公里,但是我們所在的太陽系的半徑就大了,如果將奧爾特雲也在包括在內的話,那我們的太陽系的半徑就可以達到一光年,其最遠可以延伸到距離比鄰星的1/4處,而比鄰星距離我們約4.22光年。



不過,我們雖然能將奧爾特雲看作太陽系的外殼,卻不能把它看作星球這樣的天體,奧爾特雲中的物質是非常稀疏的,天文學家們認為那裡只有100個地球左右的質量,所以實際上那裡的物質是極其稀疏的。


太陽是一顆恆星,雖然其直徑有140萬公里,比我們的地球大了130萬倍,但是太陽的體積在恆星中卻算不上多大?已知體積最大的恆星盾牌座uy的直徑是太陽的1700多倍,體積是太陽的45億倍。

如果把盾牌座uy放到太陽系中太陽的位置上,它將可以佔有木星的軌道,但是還無法到達土星的軌道,它的直徑為23億公里多,半徑還不到12億公里,距離一光年就差遠了,一光年的距離約為9.46萬億公里呢,連它的零頭都不到。



不過宇宙中質量最大的星體是黑洞,如果將黑洞的視界體積也當作黑洞星球體積的話,那麼有些大質量黑洞的體積將會遠遠超過恆星這樣的星體,比如已知最大的黑洞TON618,其直徑達到了3840億公里,已經相當於一光年距離的4%,其半徑也相當於一光年的2%了,但是很顯然,它距離成為一光年這樣大的星球還差得遠,目前為止,宇宙中還沒有發現比Ton618更大的黑洞,更沒有比它更大的單一星球狀天體。


科普大世界


宇宙中目前已知並沒有半徑為一光年的天體,除非你把超新星殘骸看成單個星球。

我們目前已知的最大的恆星是盾牌座UY,它的半徑大約是太陽半徑的1708倍,大約是7.9個天文單位(日地平均距離)。如果換算成光年的話,盾牌座UY半徑大約是0.00013光年。雖然盾牌座UY體積很大,但是質量相對來說卻很小所以說虛胖的很。

把盾牌座UY放在太陽的位置,它的外邊緣將會超過木星的軌道接近土星軌道。但這完全是不夠的,現在如果把奧爾特雲外邊界看成是太陽系的邊界,那麼太陽系的半徑就是一光年。很難想象有這樣一個天體能直接把整個太陽系都填滿。

所以說常規意義上這種天體很難存在,自身的結構難以支撐巨大的引力塌陷作用,除非類似下邊的這種星雲結構,密度較低較稀薄。
圖:蟹狀星雲M1


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