盾牌座UY是一個奇葩,它是當前觀測到的最大恒星,但它的質量卻不是最大的,為什么宇宙中會形成這樣的恒星?用它來替換太陽,太陽系又會發生什么?
為什么宇宙中會有盾牌座這樣的奇葩恒星?
盾牌座UY是位于盾牌座、距離地球遠達9500光年左右的一顆紅特超巨星,它的直徑超過了此前被認為是第一大恒星的大犬座VY。盾牌座UY的半徑大約是是太陽的1,708 ± 192倍,盡管其體積大到令人發指,但它的質量卻只有太陽的7-10倍,為什么會存在這種超級虛胖子?
奇特恒星的發展,形成超巨星
盾牌座UY恒星的發展是由恒星發光原理所決定的,一顆恒星能保持一個球形,并且具有龐大的直徑這是因為兩種力量的平衡:
引力坍縮和輻射壓之間的拉鋸戰正處在平衡狀態
天體保持一個球形是靜力平衡狀態,一般一個超過500千米直徑的天體就會在引力坍縮和結構支撐的平衡力下處于一個大致球體,越大的球體越明顯,比如地球在遙遠的太空看起來,幾乎就是一個完美的球體,珠峰8.8千米的高度跟地球1.27萬千米的直徑相比,不過是一點毛刺而已,當然自轉會讓它略扁,但這并不是特別大的問題。
恒星和行星不一樣的是,行星大都是巖石質(木星為氣態行星),除了結構支撐與引力坍縮抗衡外,還有內核核聚變的熱壓力向外輻射的輻射壓,因此跟不發光的恒星(白矮星和中子星)相比,恒星的直徑要大得多,這表示在輻射壓的作用下,恒星處在了一種并不十分致密的狀態,但隨著恒星的發展,會有多個結果:
紅矮星:終身輻射壓不會有大的變化,燒完后進入氦白矮星狀態
黃矮星:由于質量不夠,內核溫度不夠高,無法直接燃燒氦,會產生氦堆積產生氦閃,后期則會膨脹成紅巨星
藍矮星:質量夠,內核溫度可以直接燃燒氦甚至后續元素,它不會經歷氦閃,但也會膨脹成紅巨星
后兩種會膨脹成紅巨星是因為內核重元素堆積溫度增加,這有兩個問題,一個是重元素(氦及以后產生的碳氧硅等)燃燒比氫元素燃燒要劇烈的多,另一個是內核坍縮,殼層氫元素進入更高溫內核,燃燒當然比之前要劇烈的多,兩個作用下恒星開始瘋了一樣膨脹直徑,一直到自身引力所無法掌控的極限。
盾牌座UY引力對自身掌控已經力不從心,正在大量流失物質
盾牌座UY未來會怎么發展?
盾牌座UY的發展當然沒那么簡單,但它的原因不外乎這些,根據計算,這類恒星的半徑極限可以膨脹到太陽的1,500–2,600倍,因此盾牌座的UY的發展并沒有超過這個極限,它還在科學家預期的范圍之內。
盾牌座UY的未來將會發展成一顆超新星,因為它的內核溫度足夠高,能發展出鐵核,到那時恒星將爆發成超新星,因為內核的鐵核將無法再聚變形成更高質子數的元素,無法再產生熱壓力,外殼將會在引力作用下坍縮,撞擊內核,當然這個過程非常復雜,但坍縮是這類超新星爆發前的一個必然過程,此后瞬間超過一個星系的功率將被激發出來,即使在遙遠的仙女星系,也將能看到它死亡時發出的光芒!
假如盾牌UY替換太陽,太陽系會怎么樣?
假如盾牌座UY在太陽系,那么它的直徑已經達到了木星軌道外圍,正接近土星,簡單的說水星、金星和地球以及火星和木星,都會被它吞沒,而木星將會給它注入一些燃料,因為木星絕大部分都是氫和氦么,不過也就是大火中又丟了個浸泡了柴油的火把,并沒多少差別!
土星和天王星以及海王星和冥王星將會幸免,甚至冥王星還可能達到宜居條件,至于到底行不行,可能要來計算下!
盾牌座UY的視星等是9.0,絕對星等是-6.2,那么代入計算,在冥王星(按50天文單位計算)看到的將是一顆星等高達-31.2等的超級超級太陽,比地球當前獲得的太陽輻射高約47.8倍,看來冥王星也被烤焦了,不可能形成宜居矮行星啦,估計失誤!
但這只是開始!
因為盾牌座UY的未來將爆發成超新星,所以未來的太陽系將會被它徹底摧毀,這里所說的摧毀是不是光輻射,而是它爆發時的高能物質沖擊,能將太陽系摧毀到什么程度我們很難預計,至少不會像《星際迷航》中那顆爆發的超新星摧毀羅慕倫星那樣直接解體,估計還達不到這層次,但行星表面大變樣,大氣被剝離這些是肯定的!最后在盾牌座的中心將留下一顆中子星!
星際迷航劇照
不過要提醒下,在一顆即將爆發超新星的周圍如果能破壞到這樣層次,且之前存在文明的行星是不可能的,因為近距離太高的輻射不可能會形成宜居行星,而太遠不會解體的那么夸張,不過無論怎么說,看這個場景還是挺享受的,不是嗎?