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【太阳系|恒星可以有多大,有没有一颗恒星可以占据整个太阳系?没有】相比地球这样的行星而言 , 恒星是非常巨大的 , 在地球上看起来 , 太阳仅如一枚硬币大小 , 而事实上太阳的体积却是地球的130万倍 , 从比例上来讲 , 如果我们用一只足球来代表太阳 , 那么地球只能用一粒芝麻来表示 。
太阳很大 , 但在恒星家族之中 , 太阳不过是一颗黄矮星 , 比太阳大得多的恒星比比皆是 , 比如夜空中最亮的恒星天狼星 , 它的体积就是太阳的5倍左右 , 尽管如此 , 天狼星同样也不过是恒星家族中的小个子 。 那么恒星这种能够发光发亮的天体 , 它到底可以大到何种程度呢 , 它的质量和体积是否存在着上限?会不会有一颗恒星可以与整个太阳系比肩呢?对于恒星而言 , 质量和体积是两个概念 , 已知的最大恒星并不是已知的最重恒星 。 然而 , 无论是质量还是体积 , 都是存在着上限的 。
任何具有质量的物体都具有引力 , 当一个物体的引力大到一定程度的时候 , 强大的引力就会使得物质向中心坍缩 , 而恒星的质量如此巨大 , 为什么还能够存在 , 而没有向内坍缩呢?原因就在于它的光和热 。
恒星的光和热来自于恒星的聚变反应 , 而聚变反应会产生向外的辐射压 , 其与向内的引力坍缩实现了平衡 。 不过质量不同的恒星 , 聚变反应的剧烈程度也是不同的 , 质量越大 , 因为质量越大 , 恒星的温度和压力就越大 , 温度和压力越大 , 核聚变反应的效率就越高 , 此时所产生的辐射扩张压就会变得很大 , 当辐射扩张压超越了恒星引力坍缩能所能够束缚的极值时 , 恒星上就会吹起强烈的恒星风 , 恒星的外层物质将会因巨大的辐射扩张压而被抛洒到宇宙之中 , 此时的恒星质量就会急速下滑 。
可见 , 恒星的质量是存在上限的 , 而这个上限又被称之为爱丁顿极限 , 为150倍太阳质量 。
有意思的是 , 恒星的质量极限为150倍太阳质量 , 而已知最大质量的恒星 , 其质量却达到了太阳的265倍 , 它就是蜘蛛星云的R136a1 。 不过爱丁顿极限并没有因为R136a1的发现而被推翻 , 天文学家认为之所以会存在265倍太阳质量的巨大恒星 , 是恒星合并的结果 , 也就是说这里曾经存在着2颗以上的大质量恒星 , 在引力的作用下 , 它们最终合并成为了一颗 。
R136a1是已知最重的恒星 , 但却不是最大的 , 最大的恒星是盾牌座UY , 它的质量仅为太阳质量的32倍 , 但体积却达到了太阳体积的近50亿倍 。 为什么最大的恒星不是最重的呢?恒星的质量和体积难道不是成正比的吗?
对处于同一演化阶段的恒星而言 , 质量和体积应该是大致成正比的 , 但对于不同演化阶段的恒星而言 , 质量和体积的比例就会出现较大的差异 。
以太阳为例 , 现在的太阳正处于主序星阶段 , 其光和热来源于氢核聚变 , 而随着氢元素的逐渐耗尽 , 主序星阶段结束 , 氢核聚变所产生的向外的辐射扩张压减弱 , 因引力的作用 , 内部压力增大 , 于是氦核聚变被点燃了 。
在外部的氢核聚变以及内部氦核聚变的共同作用下 , 太阳的体积会急速膨胀 , 成为一颗红巨星 , 体积将增大千万倍 , 届时地球轨道也将会被太阳吞没其中 。 而已知最大的恒星盾牌座UY , 就是一颗超级红巨星 , 所以它的体积看起来很大 , 但密度却很低 , 所以质量并不大 。
那么把盾牌座UY放到太阳系来 , 是否能够占据整个太阳系呢?
盾牌座UY的直径约为2375828000公里 , 而太阳系的直径约为1光年 , 也就是9460730472580公里 , 也就是说盾牌座UY的直径还不足太阳系直径的1/4000 , 如果放到太阳系 , 它的边缘也就在木星轨道附近 。 不过盾牌座UY只是已知的体积最大的恒星 , 在宇宙之中 , 是否可能存在着体积大到足以装满整个太阳系的恒星呢?应该是没有的 , 就如恒星的质量拥有上限一样 , 恒星的体积同样也存在着上限 。
恒星的质量存在上限是因为质量过大的恒星 , 恒星物质会被过强的辐射扩张压抛洒到宇宙之中 , 而恒星的体积存在上限也是相同的原因 。 而且像盾牌座UY这种已经结束了主序星阶段的恒星 , 它所剩余的寿命本就不多了 , 最终它有可能会坍缩为一个质量位于黑洞下限的小型恒星级黑洞 。
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