03.06 最大的星球到底有多大?能否說得具體一點?

陽謝棋象天天


這顯然問的是……

銀河系內的最大行星能有多大?

要回答這問題,我們首先得確定行星的最大上限。

就是說,行星多大以後,它就不再屬於行星的範疇?

然而……

問題又來了。

你說的最大行星,到底是質量最大的行星呢?

還是體積最大的行星?

很多人會說:

這不是廢話嗎?

它們本來就是一個問題呀!

顯然,行星的體積越大,質量就越大。

反之,質量越大,體積就越大。

錯了!

你之所以會這麼認為,那是因為你在“岩石行星”上生活得太久了。

假如到了氣態行星上,你就會發現:

行星的質量和體積不一定成正比,有時候它成反比。

以諸位熟悉的木星為例。

(圖片作者:DORLING KINDERSLEY )

咱們先來回憶一下木星。

木星質量=2.5×(七大行星質量總和)

木星質量=318×地球質量。

木星體積=1321×地球體積。

現在問大家一個問題,如果……

木星的質量再增加1倍,也就是:

木星質量=318×2×地球質量

那麼你說,木星的體積會增加多少?

體積也會增加1倍嗎?

如果沒有增加1倍,那麼增加0.5倍體積怎麼樣?

答案是:

木星的體積不但不會變大,反而會縮小。

而原因不難理解:

隨著木星質量的增加,其內部會因為壓力的增加而縮小體積。

以上當然不是寒木我推測出來的。

而是天文物理學家們用計算機,一步步計算模擬出來的。

故,理論認為:

現在的木星,已經被認為幾乎是……達到了行星結構和演化史所能決定的最大半徑。

如果這個理論是正確的,那還有什麼好說的。

目前人類發現的體積最大的行星就是木星。

銀河系內,可能還有比木星體積大那麼一丟丟的行星,但因為沒發現,所以……沒有意義。

總而言之,如果理論是正確的話,木星體積代表了行星體積的上限。


上文討論的是體積。

現在我們說質量

美國約翰·霍普金斯大學的天文學家,凱文·施勞福曼。

他在《天體物理學》雜誌發表了一篇文章。

文章的觀點是:

行星質量的上限應該是:

10倍木星質量!

為什麼這麼說呢?原因是他們認為:

10倍~13倍木星質量的恆星,屬於次褐矮星——最小號恆星。

注意,上面提到的是“次褐矮星”。

不是“褐矮星”。

兩者差了一個檔次。

(藝術家筆下的褐矮星,圖片作者:NASA/JPL-Caltech)

(藝術家筆下的次褐矮星,圖片作者:NASA/JPL-Caltech)

……

因此,我們大概可以說:

銀河系內,質量最大的行星,最多也就是10倍木星質量。

它到底在哪裡?

不知道,等著你去發現。

①https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2007ApJ...669.1279S/abstract

②https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter


寒木釣萌


體積最大的恆星是盾牌座UY

盾牌座UY(UY Scuti、UY Sct),是一顆位於盾牌座的紅色超巨星。這顆恆星是至今人類已知體積最大的恆星,超越過往被視為體積最大恆星的大犬座VY。盾牌座UY是一顆紅超巨星,其恆星光譜分類為M4Ia。儘管其體積非常大,但其質量僅僅約為太陽質量的32倍,即約為地球質量的1000萬倍。這顆恆星不僅僅在體積方面巨大,亮度也非常高。其亮度為太陽的340,000倍,是光度最高的恆星之一。盾牌座UY也是一顆半規則變星,其變光週期約為740日。

這顆恆星的視星等為11.2至13.3等,代表人類肉眼無法看到這顆恆星,需要依靠望遠鏡才能看到。

體積

這顆恆星是至今已知體積最大的恆星。直徑達2,375,828,000公里。其規模是如此之大,如果將盾牌座UY放在太陽系的中心,它的直徑將超過木星軌道(5.204267天文單位,778,547,200公里),並且接近土星軌道(9.5820172天文單位,1,433,449,370公里)。光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。這顆恆星能容納約45億個太陽,即約2億億個地球。

盾牌座UY與太陽大小對比

於2012年前,大犬座VY一直被視為已知體積最大的恆星。當時,明尼蘇達大學教授蘿勃塔·韓福瑞(Roberta M. Humphreys)預測大犬座VY的直徑大約是太陽半徑的1800到2100倍。但是,經改良的測量方式讓天文學家們發現其實際體積要小得多。

質量最大的恆星R136a1

R136a1是一顆藍特超巨星,是目前在巨大質量恆星列表中已知質量最大的恆星。這顆恆星的質量是由謝菲爾德大學的天文學家測量的,估計是265太陽質量 。這顆恆星也列名在最亮恆星列表中,亮度是太陽的870萬倍 。它位在大麥哲倫星系的蜘蛛星雲中,是靠近劍魚座30複合體的R136超星團中的成員。

R136a1

R136a1正在經受極端的質量損失,它的恆星風達到2600±150公里/秒,這是由於強烈的電磁輻射和非常熱的恆星引起的,其風力要比能保留物質的重力更為強烈。質量損失是由質量很大、低表面重力、高亮度和光球重元素含量高引起的。R136a1每年失去5.1×10ˉ⁵倍太陽質量(3.21×10¹⁸千克/秒),比太陽損失的速度超過十億倍,預計自形成以來有超過50倍太陽的物質失去。

R136a1的亮度約為870萬倍太陽光度,是已知最明亮的恆星,它在五秒的時間裡散發的能量相當於太陽一年散發的能量。如果它代替我們太陽系的太陽,它將是太陽光度的97000倍,從地球上看視星等是-39。在距離10秒差距的亮度,視星等是-7.6,是在地球上看金星亮度的16倍。


雞年大吉上課


有比較才有傷害:

第一幅圖從左到右過來分別是水星,火星,金星,地球

第二幅圖從左到右過來分別是地球 海王星 天王星 土星 木星

第三幅圖從左到右過來分別是木星 比鄰星 太陽 天狼星

第四幅圖從左到右過來分別是天狼星 北河三 大角星 畢宿五

第五幅圖從左到右過來分別是畢宿五 參宿七 心宿二 參宿四

第六幅圖從左到右過來分別是參宿四 大犬座VY 天鵝座NML 盾牌座UY

盾牌座UY(英語:UY Scuti、UY Sct),是一顆位於盾牌座的紅色超巨星。這顆恆星是至今人類已知體積最大的恆星,超越過往被視為體積最大恆星的大犬座VY。如果把它跟太陽放到同一張傳統大小的圖片上的話,太陽還沒有一個像素大。

盾牌座UY是一顆紅超巨星,其恆星光譜分類為M4Ia。這顆恆星的半徑約為太陽的1,708 ± 192倍。儘管其體積非常大,但其質量僅僅約為太陽質量的32倍,即約為地球質量的1000萬倍。這顆恆星不僅僅在體積方面巨大,亮度也非常高。其亮度為太陽的340,000倍,是光度最高的恆星之一。盾牌座UY也是一顆半規則變星,其變光週期約為740日。

這顆恆星的視星等為11.2至13.3等,代表人類肉眼無法看到這顆恆星,需要依靠望遠鏡才能看到。

這顆恆星是至今已知體積最大的恆星。根據天文學家的推測,這顆恆星的半徑約為太陽半徑的1,708 ± 192倍(7.05到8.83天文單位),直徑達2,375,828,000公里。其規模是如此之大,如果將盾牌座UY放在太陽系的中心,它的直徑將超過木星軌道(5.204267天文單位,778,547,200公里),並且接近土星軌道(9.5820172天文單位,1,433,449,370公里)。光環繞這顆恆星的赤道一週需時6.91小時,而光環繞太陽赤道一週僅需時14.5秒。這顆恆星能容納約50億個太陽,即6.5千萬億個地球。[9]

於2012年前,大犬座VY一直被視為已知體積最大的恆星。當時,明尼蘇達大學教授蘿勃塔·韓福瑞(Roberta M. Humphreys)預測大犬座VY的直徑大約是太陽半徑的1800到2100倍。但是,經改良的測量方式讓天文學家們發現其實際體積要小得多。


低熵製造機


我們的地球和太陽都是宇宙中的星球,地球很大,太陽更大,太陽的體積是地球的130萬倍,質量是地球的33萬倍,太陽的質量佔了整個太陽系可見物質的99.86%,可謂是我們太陽系中的巨無霸,所以說起來太陽也是相當巨大了。


不過可能很多朋友都聽說過盾牌座uy,直徑達23.76億公里,這個星球的體積又是太陽的45億倍,相當於2萬億億個地球那麼大,迄今為止還沒有發現比它體積更大的恆星。

那麼盾牌座uy就是最大的星球了嗎?其實遠遠不是,不論是體積和質量,宇宙中已知的星球中都有比它更大的。


實際上宇宙間的天體是以質量為王,並非是以體積論英雄的,盾牌座uy雖然體積巨大,但是它的質量只有太陽的8~10倍(一說32倍),並不是質量最大的恆星,已知質量最大的恆星是R136a1,位於大麥哲倫星雲中,其質量大約是太陽的265倍(一說為太陽質量的320倍),是盾牌座uy恆星質量的30倍左右,但是它的體積只有太陽的3萬倍大小,遠不如盾牌座uy的體積更大。


但是,R136a1恆星也並非質量最大的星球,因為黑洞也被認為是一種星球,而已知體積和質量最大的單一天體都是黑洞,衡量黑洞這種星球的體積,通常使用它的事件視界所涵蓋的範圍,就是這個黑洞周圍光無法在逃逸的地方。

已知體積和質量最大的黑洞是Ton618,它是一個類星體(外圍有吸積盤的黑洞),其質量高達太陽的660億倍,體積就更誇張了,它的視界體積直徑被認為高達3840億公里,可以放下430萬個盾牌座uy,或者2億億個太陽。



看了如上這幾個星球,是不是覺得我們太陽系中的巨無霸太陽非常渺小呢?目前應該說Ton618黑洞才是目前宇宙中已知的最大質量和體積的星球,不過在將來也有可能會找到比他更大的星球呢。


科普大世界


據天文學家對宇宙觀測的結果和推測出來的數據來說。就目前人類己知的宇宙中的星系就有數千億個,至於星系裡的星體到底有多少,僅僅銀河系中的恆星就有兩千億個。浩瀚的宇宙大得不可思議,可問題就在於宇宙大爆炸理論並不是宇宙誕生的形成理論,而是宇宙誕生之後的演化理論。也就是說,科學家們所觀測並推測的關於宇宙中的總星系有多少個或者單一星系中的星體有多大,並不是直接觀測或測量出來的數據,而是通過太空望遠鏡間接推測出來的數據。反正宇宙的星系到底有多少或者單一星系中的星體有多大則無法計算。既然,浩瀚的宇宙奧秘無窮,那麼,就以我們人類所熟知的太陽系中的八大行星的大小來舉例吧,即水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星和海王星。如下圖所示:


瞧,水星的直徑約為4880千米;金星的直徑約為12103千米;地球的直徑約為12756千米;火星的直徑約為6794千米。

木星,是太陽系中最大的行星,比所有其他的行星的合質量大2倍,直徑約為142984千米。

土星,是太陽中第二大的行星。土星的直徑約為120536千米。

天王星,是太陽系第三大行星天王星的直徑約為51118千米。

海王星,是環繞太陽運行的第八顆行星,也是太陽系中第四大天體,直徑約為49532千米。


返璞歸真諦似少年


很大很大。

就行星而言,木星的個頭不算大,理論上18個木星質量是行星的極限,再大的話,其內部的溫度和壓力就已經可以進行有限但不連續的核聚變了。這時候它就成了最低級的恆星--褐矮星了。NASA有記錄的最大的行星是28倍木星質量的行星----DENIS-P J082303.1-491201 b別名2MASS J08230313-4912012 b,不過後來它又被化為了褐矮星,它的主序星同樣是個體積更大一點的褐矮星。

就恆星來說,大體上由小到大可以分為褐矮星,紅矮星,黃矮星,藍矮星(藍巨星),黃巨星和紅巨星。其中,黃巨星和紅巨星是即將離開主序階段的晚年恆星。個頭雖然無比巨大,但實際質量並不恐怖。藍矮星(藍巨星),黃矮星,紅矮星是正值主序階段的恆星。其中,紅矮星質量嬌小,超過80倍木星質量小於0.8個太陽質量的星球,其內部壓力和溫度就足以維持持續的核聚變了。與黃矮星和藍矮星(藍巨星)不同,紅矮星的表面和內部都更穩定。比紅矮星更小的,質量介於18-80個木星質量之間的恆星,由於其內部的壓力和溫度不足以維持持續的核聚變,他們被稱作褐矮星,發光和發熱都不穩定。宇宙中,大多數的恆星都是紅矮星和褐矮星。黃矮星如太陽,質量介於0.8--1.8個太陽質量,其內部核聚變較穩定,但表面卻不穩定,壽命(主序階段)一般在數十億到上百億年,與其質量成反比。超過1.8倍太陽質量的就是藍矮星(藍巨星)了。其特點就是內部核聚變劇烈,壽命(主序階段)隨著其質量的劇增而銳減。比如天狼星(天狼星A)質量是兩倍太陽質量,但壽命(主序期)只有十億年左右。而已知質量最大的是大麥哲倫星系裡蜘蛛星雲中的R136a1,質量高達265個太陽質量。亮度為太陽亮度的870萬倍。但其壽命僅有300萬年。是已知的質量最大的個體恆星了。

至於黃巨星和紅巨星,都是離開了主序階段的晚年恆星了,他們的特點是個頭無比巨大,但實際質量卻並不恐怖,如體積無比巨大的大犬座VY,體積約30億倍太陽體積,但質量卻只有24倍太陽質量左右,已知體積最大的是盾牌座UY。體積超過45億倍太陽體積,放在太陽系中間,半徑將超過木星軌道,但質量只有約32倍太陽質量。而太陽如果結束主序階段進入紅巨星階段的話,其半徑也將超過地球甚至火星。也不是個小個頭了。

最後,就個頭而言,目前已知最大的是盾牌座UY,而質量最大的則是蜘蛛星雲裡的R136A1。當然,宇宙中,應該還有體積更大的和質量更大的恆星,只是現在還沒觀測到。


陌上雲白


宇宙之大,大到我們無法想象,雖然人類目前的科技水平已經使得我們可以看到百億光年之外的星球,但是人類所能夠了解到的,不過是大海里的一滴水而已。最大的星球有多大沒有人知道,但是目前為止已經發現的超級星球確實也不少,它們的體積之大,超出我們的認知。


在太陽系裡,太陽的體積最大,質量也是最大的,超過99%的質量集中在太陽,地球的直徑1.28萬千米,太陽直徑139萬千米,是地球的109倍,太陽的體積是地球的130萬倍,質量是地球的33萬倍。對於地球來說,太陽就是龐然大物,但是放眼整個宇宙,太陽也不是是很普通很不起眼的一個星球,比太陽大的星球多的是,而且大到難以想象。


美國天文協會2005年在加州聖地亞哥舉行年度會議,天文學家指出他們在銀河系發現了三顆紅巨星,是有史以來觀測到的最大的星球。據報道,這三顆紅巨星的直徑均超過了10億公里,周長為太陽的1500倍,如果將這個紅巨星放在太陽的位置上那麼地球就會被吞沒,紅巨星的外層將會一直延伸到木星和土星的軌道之間。宇宙中體積最大的星球那一定是恆星,恆星的大小有兩個標準,一個是它的半徑,一個是它的質量。如果從恆星的半徑來看,有幾個超大的恆星:

大犬座vy

被認為是目前所發現的最大的恆星。一顆超級紅巨星,距離地球4900光年,直徑約為1420倍太陽直徑,質量為30-40倍太陽質量


還有幾個直徑可能更大的恆星:

盾牌座UY

直徑為1708±192個太陽直徑


天鵝座NML

直徑為1650個太陽直徑


WOH G64

直徑為1540個太陽直徑

維斯特盧1-26

1530-1580個太陽直徑


人馬座VX

1520個太陽直徑

天鵝座KY

1420-2850個太陽直徑,其大小可能被高估也可能被低估


這是目前已經發現了的,還有更多的沒有被發現,相信未來還可以發現更大的星球。


鏡像科普


太陽系中有八大行星,其中以木星的質量最大,其體積約相當於地球的1300倍,質量為地球的318倍,但是木星也並非宇宙中最大的行星,科學家們已經觀測到很多行星都比木星更大。

木星是個氣態巨行星,行星大到一定質量的時候都會成為這樣的天體,不過由於行星都不會發光,所以要觀測太陽系外的行星相當困難,大都只能通過“掩星法(行星運行時經過恆星表面遮擋恆星的光的過程)”發現它們。但是即便如此,科學家們仍然發現了一些質量和體積都比木星更大的行星。



比如TRES4,它的直徑是木星的1.7倍,體積相當於木星的4~5倍,但質量卻只有木星的85%,還有WASP-79b,它的直徑大約是木星的2.1倍,體積相當於木星的八倍大,然而質量僅為木星的90%,所以它也是一個體積比木星大,質量卻比木星小的行星。


再如J1407b,它是一顆有著巨大光環的氣態天體,星體直徑大約是木星直徑的2.5倍,但是它的質量約為木星的20倍,這是從星體分類上來說,它已經不屬於行星了,而是屬於褐矮星。



這是因為行星的質量存在一個上限,上限大致為木星質量的13倍左右,超過這個上限的話,星球內部就會因為高溫高壓而啟動氘核聚變,那麼這樣的星球就不能稱之為行星了,而是成為褐矮星了。因此行星的質量上限也就是木星的13倍,木星的質量相當於地球的318倍,那麼最大的行星的質量上限也就相當於4134個左右的地球了。



有一顆編號為SIMP J01365663+0933473的類木行星,據測定其質量是木星的12.7倍,相當於地球的4038倍,它的內部很可能並沒有啟動到核聚變,因此或是已知質量最大的行星。這是一顆流浪行星,並不依附於任何主恆星運行,其自身磁場是地球的400萬倍,距離我們約20光年,而其前進的方向則很靠近我們的太陽系。



行星的質量雖然有大致的上限,但是體積的上線卻不好界定。迄今為止科學家們已觀測到的體積最大的行星是距離地球320光年的HD 100546b,這顆巨型行星是一顆流浪行星,它的質量有木星的7倍大,但是體積卻異常驚人,其直徑約91萬公里,達到了太陽直徑的65%,體積大約相當於太陽的1/4,或者說相當於250個木星那麼大,以我們的地球來論,它可以裝下32.5萬個,如果是個頭更小的水星,那它可以裝65萬個,實際上這顆行星的體積甚至超過了很多小質量恆星——紅矮星的體積。


人類的方向


宇宙中很多天體,無論是從體積上還是質量上,“大”的程度已經遠遠超出我們的認知範圍,甚至顛覆我們對世界的認知。

盾牌座UY :紅特超巨星,無疑登上人類可觀測宇宙範圍內最大天體的寶座!其巨大程度已經超過了曾經的霸主,超越了過往被視為體積最大恆星的大犬座VY。

盾牌座UY是一顆紅特超巨星,距離地球約9500光年,其直徑達到了恐怖的23億公里,是太陽的1700多倍。盾牌座UY的質量約等於32倍太陽的質量,1000萬倍的地球質量……其亮度更是比太陽亮34萬倍……仔細想一想這都是多麼恐怖的數據!

據說將盾牌座UY直接放在太陽的位置上,它的直徑將接近土星的運行軌道。光環繞這顆恆星的赤道一週需時6.91小時,而光環繞太陽赤道一週僅需時14.5秒。這顆恆星能容納約50億個太陽,即6.5千萬億個地球。[9]


儘管如今的科學技術已經得到了高速的發展,小編還是比較習慣用最直觀的東西去衡量物體,通常都會先用體積、質量去認知物體。這種認知觀在我們所生活的地球上是很適合的,但是一旦脫離地球進入宇宙,這種認知觀就變得會很脆弱。尤其在這種無比巨大的天體面前,小編的感覺就像蜉蝣撼億萬大樹,這種渺小感時從未有過的。

真想去看一看啊,距地9500光年,先許個願望活個一萬年,再學會光速飛……

歡迎腦洞大開的小夥伴一起交流感受!


科學技術館


最大的星球從狹義上看應該指系外行星,如果廣義上泛指天體,那麼黑洞也是一個星球,只不過引力太大自己都坍縮了。現今宇宙中觀測到的質量最大的黑洞是由芬蘭科學家發現的一個雙黑洞系統。這個雙黑洞系統距地球約35億光年,位於OJ286類星體中。類星體是亮度極高的天體,為中心黑洞提供物質。OJ286類星體包含兩個黑洞。雙黑洞系統的較小的黑洞質量約是太陽質量的1億倍,繞較大質量的黑洞運行,週期為12年。

根據較小的黑洞的運動週期推算出較大的黑洞的質量大概是太陽的180億倍,是之前記錄的最大黑洞質量的六倍。隨著演化,這個雙黑洞最終會合並。質量最大的恆星是1985年發現的R136超星團中的名為R136a1的恆星。R136a1恆星位於大麥哲倫星系的蜘蛛星雲中,年齡170萬年,是一顆年輕的藍特超巨星,距離地球49970秒差距,質量大約是太陽質量的256到265倍之間,光度是太陽的800多萬倍。

根據現今觀測,質量最大的系外行星是由位於智利的麥哲倫望遠鏡發現的HD106906b,質量是木星的11倍,軌道半徑為650個天文單位。這顆行星很可能是在形成恆星過程中失敗了。木星的質量是地球的質量的317倍,所有這顆系外行星的質量是地球的3000多倍。如果說質量最大的天體暗指星系(團),那麼這個巨大的星系(團)應該是Abell 3827超大星系團,質量是銀河系的20倍左右,是太陽質量的4000億倍。


分享到:


相關文章: