浩瀚宇宙中的恒星,它的质量为什么不可以肆无忌惮的增大


浩瀚宇宙中的恒星,它的质量为什么不可以肆无忌惮的增大


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浩瀚宇宙中的恒星,它的质量为什么不可以肆无忌惮的增大


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在我们人类看来 , 太阳的确是一个庞然大物 , 它拥有相当于33万个地球 , 加在一起的庞大质量 。
不过在恒星的世界中 , 太阳也只是个平淡无奇的普通角色罢了 , 宇宙中有更加巨大的恒星 , 无论是质量还是亮度 , 它们都要远胜过太阳 。 这些恒星中的巨无霸同太阳这样的小兄弟们相比 , 不但在身材上差别巨大 , 形成和演化过程也有着诸多不同 。 对于它们 , 天文学家还未能充分了解 。

突破极限的巨无霸 。 天文学家的新发现一举刷新了人类所知最大恒星的记录 , 却也带来了新的问题 。
他们利用位于智利的望远镜对两个遥远的星团进行了观测 。 其中一个星团身处银河系的卫星星系大麦哲伦星云 , 距离我们165000光年 , 里面密密麻麻地挤满了年轻的恒星 。 在这个星团中 , 天文学家辨认出了数颗非常巨大的恒星 , 其中有一颗质量甚至达到了太阳的265倍 。 而且 , 由于这种超大质量恒星一直在抛出大量的物质 , 所以这颗恒星过去质量更大 , 据估计 , 它在刚诞生的时候质量足有太阳的320倍之多!
这颗恒星由于质量非常大 , 内部压力大 , 所以核反应速度极快 , 发出的光也就非常强 , 要1000万个太阳合在一起发出的光才能和它相抗衡 。 由于燃烧过于剧烈 , 这颗年龄仅有100万年的恒星已经步入了中年阶段 , 它也将很快燃尽自己并在一场巨大的爆发中结束生命 。 如果把这颗星放到太阳的位置 , 由于它超强的引力 , 地球公转速度加快 , 一年将会缩短到3个星期 , 当然 , 沐浴在它发出的超强紫外线中 , 地球上是不会有生命的 。
找到超大质量恒星实属不易 , 因为它们数量稀少 , 而且寿命短暂 。 过去天文学家曾估计 , 恒星质量不会超过150倍太阳质量 , 而这次发现的265倍太阳质量恒星大大超出了这个上限 , 这也对传统的恒星形成理论提出了挑战 。

无法承受的光明 。 恒星们的体重相差悬殊 , 以太阳质量作为1个单位 , 大的上百 , 小的只有十分之一 。 但不管怎样 , 总是在一定范围之内的 , 既不能太小 , 也不能无限大 。 恒星质量为什么存在这样的限制呢?下限存在的原因简单明了 , 小于0.08倍太阳质量的天体核心压力太小了 , 所以温度不够高 , 无法引发核聚变 , 不能成为真正的恒星 。 至于恒星的质量上限 , 则和它们发出的光有关 。
我们沐浴在阳光下的时候 , 会承受阳光的压力 , 虽然感觉不出 , 但光施加的压力是的确存在的 。 这种压力是由于光子碰撞物质中的电子而产生的 , 被称为光压 。 人们设想的在太空穿梭的太阳帆 , 就是靠阳光的推动在太空航行的 。 同样 , 恒星的光发出来的时候 , 也会推动组成自身的气体运动 。
在恒星形成的过程中 , 恒星会吸收周围的气体 , 不断长大 , 随着质量的增大 , 恒星温度不断升高 , 发出的光也在不断增强 , 光推动气体的力量(实际上是光压)当然会越来越大 。 虽然引力也在随着质量增长 , 但是没有光的力量增长的快 。 这样当恒星质量大到一定程度时 , 光的推力超过了恒星的引力 , 就会阻止气体落入恒星 , 从而导致恒星生长停止 。
所以 , 恒星会存在一个质量的上限 。 不过在计算这个上限的时候 , 天文学家们遇到了一些麻烦 , 恒星形成中的不确定因素比较多 , 所以无法得到一个明确的数字 , 得到的结果从几十到数百太阳质量不等 。
为了明确恒星质量上限 , 天文学家求助于观测 。 2005年 , 美国天文学家对圆拱星团进行了观测 , 这是银河系中质量最大的一个星团 , 里面所有恒星质量加起来相当于太阳质量的11000倍 。 根据统计规律 , 如果恒星质量不存在上限的话 , 这个星团中应该会有质量超过太阳500倍的恒星 , 然而实际观测发现 , 这个星团中最大的恒星是130倍太阳质量 。 根据这些观测 , 天文学家估计 , 恒星的质量上限应该是150倍太阳质量 。
但最终这个上限还是被新发现的265倍太阳质量的恒星无情地突破了 , 接下来 , 天文学家们需要重新检查自己的恒星形成理论 , 来解释新的观测事实 。 有的天文学家认为 , 这颗恒星冠军是两颗恒星合并形成的 , 但也有人认为 , 它诞生的时候就这么大 。 大家唯一的共识就是 , 恒星质量还是存在上限的 , 只是这个上限提升了至少一倍有余 。

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