盾牌座UY表面引力多大?

Hehui719


盾牌座在哪?

盾牌座(Scutum)位於人馬座、巨蛇座和天鷹座之間的銀河中,是88星座中的一個小星座,其天區面積排名為倒數第五,只佔109平方度,包含中國星官:天弁。

盾牌座的主星是盾牌座α,視星等3.85。每年7月1日子夜,盾牌座的中心經過上中天,在北緯74度以南的廣大地區可看到完整的盾牌座。它是波蘭天文學家赫維留斯定名的星座。

命名由來:公元1683元,波蘭國王簡·索貝斯基在維也納打敗了土耳其軍隊,在整個歐洲產生了巨大的影響,於是赫維留斯以盾牌命名了這個星座,以紀念國王守衛國家的功勳。

盾牌座UY是人類至今觀察到的最大恆星,它為什麼這麼大?

盾牌座UY之所以這個大,是因為它是一顆膨脹了的超紅巨星(red supergiant)。

一般宇宙中質量超過太陽一半大的恆星,都會在核心氫聚變完後,由主序星(就是核心氫聚變穩定進行,恆星99%的生命階段都處於這一時期)變為紅巨星(內核氫聚變完了,開始聚變外層氫,所以急速膨脹)。

質量小於8倍太陽質量的恆星在經過紅巨星階段後,外層物質被大量拋灑,最後會留下一個質量小於1.44倍太陽質量的碳氧型白矮星,我們的太陽50億年後就是這種命運。

而質量超過15倍太陽質量的恆星,由於質量巨大其核心處的溫度更高及密度更大,能點燃的氫外層更厚,所以外部會膨脹的比普通的紅巨星還大,就形成了超紅巨星。

盾牌座UY就屬於這種情況,而當它的內核全部聚變成鐵元素後,它的漫長的星空生命也就結束了。盾牌座UY將會以宇宙中最華麗的方式:超新星爆發,來終結自己的一生。



來簡單計算一下盾牌座UY的引力系數g

以下盾牌座UY的具體數據來源網絡,如有出入請見諒,主要看看計算過程。

到底有多大?以上的百度百科上給出的數據。而要算出盾牌座UY的引力系數,只需要知道它的質量和半徑就行了。

根據牛頓的萬有引力公式F=GMm/r^2;牛頓第二定律F=ma;a=g(加速度等於引力系數)得出:g=GM/R^2。

引力常量G,取目前國際公認的卡文迪許測定的數值:6.754×10^-11N·m²/kg²。

盾牌座UY大概取現在一般認為的10倍太陽質量M=10×2×10^30=2×10^31kg。

2012年,天文學家利用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡(VLT)對盾牌座UY的尺寸進行了測量,結果發現,這顆紅特超巨星的半徑為大犬座VY的1.2倍,相當於太陽的1708倍。

所以盾牌座UY的半徑R=1708×7×10^8=11.956×10^11≈12×10^11m。

帶入公式計算盾牌座UY引力系數g=9.4×10^-4N/kg。

而地球引力系數g=9.8N/kg,所以盾牌座UY的引力相當於是地球的萬分之一。

總結一下

宇宙中的紅巨星由於膨脹都比較虛胖,因為體積很大,所有表面引力都不會很大。盾牌座UY已經走過了生命的99%,科學家預計它將在幾千萬年內,就會因超新星爆發而成為一個黑洞。


想法捕手


盾牌座 UY(UY Scuti)是已知恆星中體積最大的,大到什麼程度呢?我們可以拿太陽來做比較,盾牌座 UY 的半徑是太陽的1700倍以上。大家可能對這個1700倍沒什麼感覺,這裡舉個例子來幫助理解。如果太陽的半徑增大1700倍,那麼太陽將膨脹到超過木星的軌道!下圖為盾牌座 UY 與太陽系的大致比例,大家可以感受一下。

盾牌座 UY 的體積可以裝下45億個太陽,就算是以光的速度,圍繞盾牌座 UY 跑一圈都要6到7個小時,由此可見這顆恆星是多麼巨大。按常理來講,一個體積如此巨大的恆星,它的引力肯定也是非常的恐怖了,然而事實上卻並不是這樣。

對於一個星球的表面引力,我們通常都用重力加速度來描述,即一個物體在受到該星球的重力作用下,所具有的加速度。根據計算,盾牌座 UY的重力加速度約為9.5 x 10^-4米/平方秒,要知道太陽的重力加速度為275米/平方秒,也就是說太陽的重力加速度比盾牌座 UY 高出了好幾個數量級。

和太陽相比,盾牌座 UY的重力加速度弱得離譜,甚至連地球都遠遠的超過它。如果我們能夠站在這個星球的表面,我們幾乎都感覺不到它引力的存在。

為什麼是這樣呢?我們先來看看是什麼決定了重力加速度的大小,重力加速度(g)的計算公式為 g =(G x M) / r^2,其中G代表引力常量,M 代表星球的質量,r 則代表星球的半徑。

再來看盾牌座 UY 的數據,它的半徑是太陽的1700倍,而根據最新的數據,它的質量僅為太陽的10倍!將這些數據對比以上公式,就可以簡單的看出為什麼它的重力加速度這麼弱了。擁有無比巨大的體積,但沒有與之匹配的質量,它就是宇宙中的一個超級虛胖子。

這種狀態的恆星被稱之為“紅超巨星”,是大型恆星演化到生命的最後階段的狀態。由於內部的氫元素消耗殆盡,恆星的體積會在重力作用下收縮,使得恆星內核溫度和壓力大大提高,從而點燃氦的核聚變。核心的氦核聚變產生的高溫,又會使外層的氫元素產生核聚變,如此層層推進,恆星外殼受熱後迅速膨脹,最終轉變成了一個巨大的虛胖子。

理論上來講,一個質量超過太陽8倍的紅巨星,將在宇宙中以超新星爆發的壯烈方式走向死亡,根據科學家預測,盾牌座 UY 也不例外,在未來的幾千萬的時間內,它也會變成宇宙中美麗的焰火。好消息是,盾牌座 UY 離我們地球很遠,當它爆炸時不會對地球產生任何影響。


回答完畢,歡迎大家關注我們,我們下次再見`


魅力科學君


是大壽命極短,太陽質量是現在的一半那壽命可達千億年之久,如果質量剛達到恆星臨界質量則壽命會達百萬億年,地球壽命由太陽決定了


淦承


實際上就是一團膠著狀態的氣體。


分享到:


相關文章: