03.03 有没有可能出现半径为一光年的星球?

澳斯锤利亚


半径为一光年,直径两光年,这样的星球可以塞满整个的太阳系,包括了假想中的奥尔特云,很显然,如此庞大的星球不可能存在,无论是气体星球还是岩石星球,都不可能存在如此之大的星球,至少在已知宇宙中不会存在。

宇宙中的星体在演化的时候存在着诸多的质量上限,钱德拉塞卡极限——稳定白矮星质量上限,奥本海默极限——稳定中子星的质量上限。

一颗岩石质星球如果质量足够大,那么无疑,它自身的引力收缩就会导致所有的物质向着中心“压”过去,越聚集越密,最终成为一颗致密星。

(半径一光年究竟多大呢?试想一下,将它放在太阳位置,它的边界甚至可以触碰到奥尔特云边际,很显然,这样的星球无法存在!因为超出了人类的想象!!!)

恒星也是如此,恒星不仅存在着质量上限,也存在着质量下限。恒星的质量上限不好确定,虽然一般上认为质量上限为150倍太阳质量,但是在宇宙中还发现了200多倍于太阳质量的恒星,不过这类高质量恒星,通常自身并不稳定,寿命较短。

目前人类已知的体积最大的星球是盾牌座UY,直径约为太阳直径的1700多倍(关于盾牌座UY的直径,尚需等待天文学家的进一步测定。)

宇宙中的星球可以比太阳大得多,但是绝对不可能出现像半径一光年的这种星球,因为,体积如此巨大,质量必定也很庞大,那么自身的引力收缩就会导致体积缩小,趋向于更稳定的形态。像半径为一光年的星球,引力收缩到最后,将成为一颗大质量黑洞。


科学船坞


半径一光年直径就是两光年了,这种巨大的星球是不可能存在于我们这个宇宙中的


目前人类发现的体积最大的天体是盾牌座UY,虽然恒星的个子天生就大,但是盾牌座UY的直径是太阳的1709倍,可以容纳45亿个太阳或者2亿亿个地球。(不用在上面的图里找我们的太阳,最左边的蓝色小点点都要比我们的太阳大许多倍,事实上太阳在这张图里比一个像素点还要小)

盾牌座UY的直径是2376828000公里,半径是1188414000公里,一光年9460730472580.8公里。我也不列数字了,反正盾牌座UY半径是远远不到一光年的。

宇宙中星球的大小是有一个极限的,并不是无限增大

恒星的体积极限被称为爱丁顿极限,原本爱丁顿极限是指恒星的大小不可能超过太阳大小的150倍,一旦超过了就会难以维持稳定形态,但是后来发现的许多恒星都超过了爱丁顿极限,现在的爱丁顿是太阳的300倍。

如果一个恒星的大小一直增长,那么在达到1光年之前它就会坍塌成黑洞。

虽然宇宙中没有半径为一光年的星球但是却存在直径为几十光年的天体,最直接的例子就是宇宙中的星云,下图中超新星爆发后产生的蟹状星云直径已经超过了12光年,并且还在继续膨胀。

上图是气泡星云,它的大小也是几光年之巨,所以说宇宙中稀薄的星云反而可以扩散的更大更远


宇宙探索未解之迷


回答这个问题前,我们先说一下什么是光年。

光年:它不是表示的时间单位而是指定的是距离,表示光在真空中一年所走的距离。

光(电磁波)在真空中的传播速度。2013年公认值为C=299 792 458 米/秒(精确值)

一光年等于光在真空中传播一年的距离:所以一光年就等于 9,460,730,472,580,800米(准确),或大约相等于米 = 9.46 拍米

这个问题,不知道你问的是恒星还是行星?

如果是行星的话,半径为一光年的行星存在的概率极小,

太阳系内最大的木星,直径只有28万公里,而1光年=10万亿公里,差的太多,目前发现的系外行星不超过600颗,最大的也不过就是木星的两倍.

没有发现超大的行星,不代表没有,毕竟宇宙那么大。

如果是恒星的话,存在的概率要大一些。

太阳系内.太阳的直径是140万公里,

目前已知最大的大犬座VY,直径大约为太阳的2000倍,算起来也就是28亿公里,大约万分之三光年.不过这么大的恒星,质量却只有太阳的几十倍,因为密度太低.

黑洞

黑洞是一个特殊的天体

根据相对论,黑洞的半径和质量存在严格的对应关系,1光年半径的黑洞对应的质量是6万亿个太阳质量.一般情况下,我们已知的最大的黑洞都是星系中心黑洞,目前较大的黑洞,质量也就是百亿个太阳质量,算起来不到0.01光年.

宇宙那么大,存在的星系数以万计,而我们人类所观测到的,只有万亿分之一那么多,存在一光年半径的星球也说不准,只是我们没有发现而已。

希望我的回答,对你有所帮助!


飞鸟慕鱼


理论上看来,半径为一光年的天体是存在的,当然可能不规则,但尺度上肯定是符合要求的!那么这些天体是怎么形成的呢?

直径超过2光年的天体而且外观接近圆形的天体应该不少吧,如果不在意天体的密度,如果不在意恒星的进程,那么我们有理由认为,不只是半径一光年,数光年甚至更大的天体都是存在的!

但恒星并不是如此定义的,我们将恒星定义为由引力约束在一起、一颗球型通过轻元素聚变而发光发热的等离子天体!而上图中的这些天体已经走到恒星的死亡时刻-白矮星和周围被其红巨星时代末期所抛弃的外壳混合体,并且这个外壳还在不断扩散,尺寸在不断增加!我们有理由认为直径约2光年的恒星是不存在的,这有几个原因:

第一、质量过大的恒星将会很快的燃烧完自己成长中所积累的氢元素,然后步入红巨星时代,一旦进入红巨星时代,那么这颗恒星的寿命就开始倒计时了!即使其引力仍然在吞噬周围的星云气体(假如恒星风也没能将星云物质吹跑),那么进入红巨星时代后,其成长必然会停止下来,因为膨胀的红巨星会稀释恒星的密度,导致恒星周围的引力强度下降,因此围绕其运行的物质都会跑到一个更高的轨道!而此时恒星已经进入最后时刻,未来等待的将是超新星爆发,这个非但不会增加恒星的体积,爆发后将会使中心的内核进入中子星时代或者黑洞时代!!

第二、过大的天体质量将会有另一个问题!恒星开始核聚变后产生的恒星风会减慢恒星的成长,因为其将物质都吹离了,当然一些巨大的恒星仍然会有一些机会!但最终会如上所描述导致其不可能长得太大!那如果不成为恒星呢?就没有恒星风和红巨星以及后续的超新星爆发了!是不是就可以无限长大了呢?

答案同样是不行,因为岩石质的天体在无限成长的过程中会逐渐坍缩成白矮星,因为其巨大的引力导致其内核不断收缩,而这个下限并不高,达到0.4-0.5个太阳质量即可!那么在继续成长,比如超过1.44个太阳质量,很抱歉,此时超过了Ia型超新星爆发的界限,即使不是气态天体也进入超新星爆发的极限了......因此在固态岩石质天体的无限成长中似乎无法超过Ia型超新星爆发的极限!

而岩石质天体在这个极限时尺寸甚至比太阳还小!

超新星爆发示意图!请注意,原生恒星的超新星爆发在中心是会留下渣渣的哦(一般是中子星或者黑洞),但Ia型超新星爆发缺是个例外,本身将直接炸散成为类地行星形成的重要原料!其中将有大量的氧元素和碳元素等!因此Ia型超新星爆发对于生命的形成是非常关键的!


星辰大海路上的种花家


完全有可能!关键是你对星球的定义标准是什么?

如果你定义的星球:仅是指气态状类球形天体,那么,任何大恒星的的初始形成状态,即低密度的原始恒星云胚状态,其半径几乎都是超过一光年的。也就是说,所有恒星的初始状态,其直径都符合你的提问!

如果你的星球定义,是指通常意义下的已演化成熟稳定的,各种气固态球形天体,如普通恒星,行星类天体,那么依据人类现有的对自然的知识与相关理论,则可以回答为:几乎没有也几乎不可能有这么大的足够稳定的天体!

另外要提醒的是,我们人类太渺小,仅仅只有数千年的弱智

弱识的文明史,地球也只是浩瀚宇宙中的小灰尘点。浩瀚宇宙中无奇不有,依我们现在的智识,我们根本无法作出绝对的或足够正确的判断结论!所谓的爱因斯坦相对论宇宙理论,比如大爆炸论,星糸,恒星,...黑洞演化理论等,都还是些远未得到足够验证的假想态理论。最多只能说,目前为止,这些理论得到了大多数人的认同而已!

所以,你这个问题的最正确答案是:永远无解,永远只有相对正确性的暂时近似解答!


天眼深度观察分析


就在目前可见宇宙920亿光年范围内,人类并未发现半径达到一亿光年的星球。至于超出这个范围内是否存在,我们不得而知。但是根据现有的物理学定律,估计半径可以直接到达1光年的星球几乎不存在。



一旦星球质量达到10倍以上太阳质量,那么这颗星球必须依靠热核反应提供的能量来抵抗自身巨大的压力,如果没有热核反应,那么此星球就会直接坍塌成为黑洞。所以,大于10倍太阳的星球,必须是一颗恒星才行。而题目中说的星球半径都有1光年,所以这个星球也必须是一颗恒星才行。



我们都知道,恒星的质量有一个下线。那么,恒星的质量是否也有一个上线呢?

这个问题科学家们曾经思考过,并提出了“爱丁顿极限”。即恒星的质量有一个上线(爱丁顿极限),一旦恒星质量大于这个极限,则会导致星核内部反应过于剧烈,巨大的核能被星体表面物质吸收后,就会导致这些物质的动能持续增加,最终超过此恒星的逃逸速度而离开星体表面。也就是说,随着时间的增加,恒星的表面会越来越少,最终体积也不短减少,达到一个合理的体积。



以前科学家们计算认为爱丁顿极限是150个太阳质量,可是自从发现了体重是太阳300倍的恒星R136a1,科学家们就不得不从新审查爱丁顿极限了。虽然人们低鼓了爱丁顿极限,但是恒星的极限也不可能太大。而1光年来实在是太大,恒星根本无法存在。


科学探秘频道


施郁(复旦大学物理学系教授)

目前还没有,将来也很难出现。按目前的理论上限,不能出现。

星球大了以后,自身的引力就很大,就会发生引力塌缩。引力塌缩的最后归宿是黑洞。

如果将黑洞算为星球,那么目前最大的“星球”是超大质量黑洞。它们住在星系的中心,大多数星系的中心都有超大质量黑洞。银河系的中心的黑洞的质量是几百万太阳质量,半径小于17光时。2015年,天文学家曾声称发现质量120亿太阳质量的超大质量黑洞(J0100+2802),形成于宇宙约10亿岁的时候。

黑洞外面有吸积盘,由气体和尘埃组成,有热辐射,所以吸积盘是发光的。类星体可能就包含超大质量黑洞,并发出宇宙中最强烈的光。

吸积盘也限制了超大质量黑洞的生长。当有气体和尘埃靠近黑洞时,就会阻碍其他气体和尘埃进入黑洞。而且热辐射也会阻碍物质落入黑洞。

有观点认为,极超大质量黑洞(是通常的超大质量黑洞的10倍)的理论上限是大概500亿太阳质量左右。超过100亿太阳质量时,就会发生生长减慢,以至于不稳定的吸积盘形成绕着黑洞的星。

目前已知最大的黑洞是660亿太阳质量,以及略超过上面说的理论上限。因为黑洞半径正比于质量平方,可以算出其半径也就2千亿公里,仍然小于1光年(大概是10万亿公里)。


物理文化与施郁世界线


我与其他人的观点恰恰相反。我个人认为如果大家不否认黑洞也是星球的一类的话,宇宙中有可能存在半径为一光年的星球。

我这么说并不是空穴来风,而是有一定的理论依据。在我们绝大部分人的映像中,黑洞都是那种密度和质量都奇大的天体,所有的东西只要靠近黑洞都会被毫不留情地吸进去,连光都不能逃脱。但其实这句话中有一个错误,那就是并不是所有的黑洞的密度都是特别特别的大,某些黑洞的密度可能小的超乎你的想象。

黑洞之所以“黑”,是因为在其附近某个范围内,其逃逸速度大于光速,也就是说一旦到了这个范围,光都不能逃脱。假设这种天体完全静止且不吸收外界的物质,那么这种天体的半径就被称为史瓦西半径。当然了这是一种十分理想的情况,实际上可能很难出现,但即便实际情况也和理想情况差不了多少。通过对史瓦西半径的公式进行简单的分析,你就会发现黑洞的密度真的可以那么小。

史瓦西半径的计算公式是半径=2GM/c²,其中G是引力常量,是一个常数,M为天体质量,c为光速。根据这个公式可以看出:一个黑洞,如果其质量增加了一倍,那么其半径也就增加了一倍,质量与半径的增加是成正比的。

但是大家要注意一点,黑洞本质上仍然是一种天体,也就是一个球形。而球的体积公式是体积=(4/3)*π*r的三次方。注意是半径的三次方,也就是说半径增加一倍,体积会增加八倍。简单算一下就可以知道,黑洞的质量增加一倍,其密度就要降到原来的四分之一。而宇宙中的黑洞绝不仅仅只有恒星质量级,星系中心的黑洞都是星系质量级,动辄百万倍太阳质量,宇宙中星系无数,更大的黑洞是肯定存在的。质量增加了这么多其密度又降了多少呢?

因此,如果把黑洞看作一种天体的话,按照这种说法,宇宙中有可能存在半径为一光年的黑洞。当然在这个黑洞的内部究竟是均匀分散的物质还是一个密度无限大、体积无限小的奇点这个不敢妄言,但黑洞一般都以其史瓦西半径作为边界,因此,个人认为宇宙中有可能出现半径为一光年的星球。


张家小智儿


太阳的半径约为70万公里,但是我们所在的太阳系的半径就大了,如果将奥尔特云也在包括在内的话,那我们的太阳系的半径就可以达到一光年,其最远可以延伸到距离比邻星的1/4处,而比邻星距离我们约4.22光年。



不过,我们虽然能将奥尔特云看作太阳系的外壳,却不能把它看作星球这样的天体,奥尔特云中的物质是非常稀疏的,天文学家们认为那里只有100个地球左右的质量,所以实际上那里的物质是极其稀疏的。


太阳是一颗恒星,虽然其直径有140万公里,比我们的地球大了130万倍,但是太阳的体积在恒星中却算不上多大?已知体积最大的恒星盾牌座uy的直径是太阳的1700多倍,体积是太阳的45亿倍。

如果把盾牌座uy放到太阳系中太阳的位置上,它将可以占有木星的轨道,但是还无法到达土星的轨道,它的直径为23亿公里多,半径还不到12亿公里,距离一光年就差远了,一光年的距离约为9.46万亿公里呢,连它的零头都不到。



不过宇宙中质量最大的星体是黑洞,如果将黑洞的视界体积也当作黑洞星球体积的话,那么有些大质量黑洞的体积将会远远超过恒星这样的星体,比如已知最大的黑洞TON618,其直径达到了3840亿公里,已经相当于一光年距离的4%,其半径也相当于一光年的2%了,但是很显然,它距离成为一光年这样大的星球还差得远,目前为止,宇宙中还没有发现比Ton618更大的黑洞,更没有比它更大的单一星球状天体。


科普大世界


宇宙中目前已知并没有半径为一光年的天体,除非你把超新星残骸看成单个星球。

我们目前已知的最大的恒星是盾牌座UY,它的半径大约是太阳半径的1708倍,大约是7.9个天文单位(日地平均距离)。如果换算成光年的话,盾牌座UY半径大约是0.00013光年。虽然盾牌座UY体积很大,但是质量相对来说却很小所以说虚胖的很。

把盾牌座UY放在太阳的位置,它的外边缘将会超过木星的轨道接近土星轨道。但这完全是不够的,现在如果把奥尔特云外边界看成是太阳系的边界,那么太阳系的半径就是一光年。很难想象有这样一个天体能直接把整个太阳系都填满。

所以说常规意义上这种天体很难存在,自身的结构难以支撑巨大的引力塌陷作用,除非类似下边的这种星云结构,密度较低较稀薄。
图:蟹状星云M1


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