在宇宙中發(fā)光發(fā)熱的恒星,往往體積都是行星的數(shù)倍,比如地球和太陽比起來,可能連“幼崽”都算不上。但其實當咱們將太陽拉出去和其他的大質(zhì)量天體比較時,就會發(fā)現(xiàn)太陽其實也不算什么。
地球與太陽相比
比如從前總是被拿來和太陽比較的盾牌座UY,1708個太陽半徑才能抵得上它的半徑。
在這種情況下,人們都以為盾牌座UY就是宇宙中最大的天體了,卻沒想到它也會被拉下神壇。據(jù)悉科學家在2萬光年外發(fā)現(xiàn)了一個龐然大物,相當于100億個太陽。
許多人應該都聽過盾牌座UY的大名,這家伙居住在盾牌座之內(nèi),是一顆脈動變星。在半徑是太陽這么多倍的情況下,盾牌座UY的體積也很驚人,是太陽的50億倍左右。有人曾設想,如果將盾牌座UY放在太陽系內(nèi)當恒星會發(fā)生什么。
盾牌座UY
最后得出了這樣的預測結果,以這家伙的體格,一旦代替太陽,那么水星、金星、地球和火星都會“涼涼”,因為它的邊界至少會延伸到木星軌道的位置。到了那時,本來一片寒冷的冥王星、海王星等地,恐怕就會成為最適合居住的地方了。
盾牌座UY與太陽系
盾牌座UY被發(fā)現(xiàn)的時間很早,1860年德國的天文學家在伯恩天文臺觀測的時候,發(fā)現(xiàn)了這顆與眾不同的家伙,并且發(fā)現(xiàn)其亮度還有變化,最終確定了它不僅屬于紅超巨星,還屬于脈動變星。它的直徑為2.376×10^9千米,和地球之間的距離大約為9500光年。
需要注意的是,在大家的印象中,紅超巨星應該會特別的明亮,但盾牌座UY并不是這樣,在它的表面分布著許多氣體塵埃,并且有太多遮擋物,導致我們無法直接用肉眼看到它。
濃厚的氣體塵埃包裹著恒星
此外,盾牌座UY雖然很早就被觀察到,并且屢屢被推上神壇,但是在它身上的爭議也不少。比如它和地球之間的距離以及真實體積,許多科學家認為盾牌座UY的體積測量存在偏差。
簡單來說,這家伙可能是“虛胖”,我們測量的時候?qū)⑵?strong>周邊的氣體塵埃也帶上了,如果將這些剝離開,那么盾牌座UY的質(zhì)量可能是地球的1000萬倍,沒有過去猜測的那么離譜。
盾牌座UY可能被氣體包裹
不過盾牌座UY在還沒有被確定是不是存在“數(shù)據(jù)虛假”之前,人們又在盾牌座當中發(fā)現(xiàn)了另一個龐然大物,它就是史蒂文森2-18。
同樣是出生在盾牌座之內(nèi),史蒂文森2-18的大小更加驚人。它是由美國天文學家查爾斯·布魯斯·史蒂文森發(fā)現(xiàn)的,發(fā)現(xiàn)時間是1990年,比盾牌座UY晚了130年。
史蒂文森2-18
這家伙的位置在兩萬光年以外的疏散星團附近,半徑是太陽半徑的2158倍,直徑為3005015000千米,在這種情況下,科學家預計它的體積相當于100億個太陽,盾牌座UY的50億個太陽記錄,突然就變得不值一提了。
與太陽相比
不過,史蒂文森2-18雖然也很亮,但是卻和盾牌座UY一樣,也被氣體塵埃遮蔽著,導致無法被看到。只有利用紅外線探測的時候,才能看清楚它所在的區(qū)域,正好位于盾牌座α和盾牌座β之間。
恒星的星等不同
從目前觀測到的大體積天體來看,史蒂文森2-18應該暫時擁有已知最大恒星的寶座。像大犬座UY、船帆座WY等恒星,雖然半徑也是太陽半徑的2000多倍,但迄今為止超過2100的,確實只有它。
值得一提的是,如果說盾牌座UY還被科學家懷疑是虛報體積,那么史蒂文森2-18的情況卻恰好相反,部分科學家認為根據(jù)它的栓狀光度計算,結果表明它的半徑可能依舊存在偏差,總的來說就是“巨無霸”級別。
史蒂文森2-18與盾牌座UY相比
還記得咱們前文中讓盾牌座UY替換太陽的結果嗎?史蒂文森2-18的替換更為恐怖,如果它位于太陽系,那么其光球?qū)訉⒅苯友由熘镣列堑能壍?/strong>,甚至可能會直接吞噬土星。
屆時太陽系八大行星就只剩下天王星和海王星了,宜居的地方估計都要排到寒冷的柯伊伯帶之外了。
如果將它放進太陽系
由此可見,盾牌座UY被拉下神壇也很正常,畢竟這個排名當中本身就是以大小為標準的,就算沒有史蒂文森2-18的出現(xiàn),未來依舊會有更大的紅超巨星進入人們的視野。
許多人可能會疑惑,這個大體積的恒星到底是怎樣形成的,咱們的太陽未來有機會擠入排名嗎?
雖然大家都對太陽寄予厚望,但是很遺憾,以太陽本身的質(zhì)量和體積來看,就算后期膨脹演化成為了紅巨星,也很難跟這些宇宙中的紅巨星巨無霸相比。而科學家認為,大質(zhì)量恒星在演化的時候,其演化性質(zhì)和中、小質(zhì)量的恒星存在著較大的差異。
恒星的演化歷程
大家都知道恒星演化成紅巨星的時候,會因為內(nèi)部的坍縮,導致外殼的膨脹。這時的恒星不僅會變大,還會發(fā)出更明亮的光。
然后維持這個階段大概50億年左右,但此時的它也只是看起來亮了,表面溫度和釋放的能量相較主序星階段差了很多。
會變得更亮
當紅巨星的氫聚變到了尾聲,中心的氦聚變就會開始,并再度釋放出巨大的能量,進一步將外殼膨脹,變?yōu)?strong>紅超巨星。
許多恒星走到這一步就已經(jīng)無法再“膨脹”了,但有一部分會變成紅特超巨星,半徑是太陽的1000倍以上,也就是咱們上文中提到的那些恒星。
資料顯示紅特超巨星的形成是有一定條件的,它們是質(zhì)量為25~50倍太陽質(zhì)量的主序星演化的結果。質(zhì)量過大的恒星無法冷卻到M型光譜,最多只能演化成白色的特超巨星。
太陽與各位“巨無霸”對比
在這種情況下,科學家認為大質(zhì)量恒星的演化進程是由它們的高光度主導的,這就導致它們的壽命可能比中、小質(zhì)量恒星要短,并且在演化的不同時期會受到多種因素的影響。
當大質(zhì)量恒星步入紅特超巨星階段的時候,它們會不斷地向星際空間輻射能量。這是因為它們內(nèi)部的溫度十分高,并且劇烈的熱核反應會讓內(nèi)部活動變得激烈。
此外,在這種情況下,單純的用輻射可能都不能形容它了,因為它的物質(zhì)會發(fā)生拋射現(xiàn)象。10萬年,就可以拋射出一個太陽。
演化晚期拋射物質(zhì)
雖然咱們總是將太陽當成了一個計數(shù)單位,但事實確實是這樣。與這些宇宙巨無霸比起來,太陽的初始質(zhì)量和未來膨脹后的體積,都無法與它們相提并論。
而其實它們從本質(zhì)上來說都有著相同的命運,就是在宇宙中發(fā)光發(fā)熱,最終結束自己壯麗的一生。
一部分紅超巨星在步入晚年的時候,會像脫水似的縮小,最終變成密度極高的中子星。而在這個過程中,它原來的那個膨脹的外殼,會在引力作用之下以超快的速度落在中子星的表面,然后再被彈出去,形成從內(nèi)之外的沖擊波。
中子星
就這樣,恒星完成了自己最終的使命,將大量的物質(zhì)和元素歸還給星際空間,給新恒星的形成積攢原料。這場壯麗的“天女散花”,一般被人們叫做超新星爆發(fā)。人們曾經(jīng)有幸目睹過不少恒星如此結束自己的一生,并且將其記錄在了“史書”上。
超新星爆發(fā)
恒星生于宇宙,亡于宇宙,生時光芒四射,死時也會為自己再放一場絢麗的煙花。這些拋灑出來的東西,除了會創(chuàng)造新的恒星,還會構成世間萬物,成為行星上生命誕生的原材料。
絢麗退場
許多科學家都認為,地球上的一些重金屬元素,其實都來自于那些去世的恒星,如果沒有這些積累,生命的誕生可能需要再經(jīng)歷漫長的過程。