最大恒星直径30亿公里,仅0.3‰光年!有直径超过1光年的天体吗?

2022年10月21日11:14:03 科学 1474

宇宙中最大恒星的直径为30亿公里,体积相当于太阳的100亿倍左右,是真正的“庞然大物”。可是当我们将其单位换成光年后,就能发现它只有0.3‰光年。

那么,这颗已知的最大恒星究竟是谁?宇宙中有直径超过1光年的天体吗?

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宇宙中的天体有很多

最大恒星究竟是谁?

一直以来,人类虽然飞不了多远,但是却能望得很远。

在巡天的过程当中科学家除了寻找外星信号和宜居星球以外,还特别关注了宇宙中一些大质量恒星的情况,毕竟恒星并非是永恒存在的,观察其他恒星的变化有利于我们预测未来的情况。

目前人类已知的最大恒星是史蒂文森2-18(Stephenson2-18),这颗恒星是于上世纪九十年代由一位美国天文学家发现的。

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已知的最大恒星史蒂文森2-18

当时,这名天文学家先是发现了一个疏散星团,然后在这个星团当中发现了这颗红超巨星

通过估算,史蒂文森2-18的直径为3005015000千米,一般记为30亿公里。这个数字看起来似乎没多大,但若是将这家伙直接塞进太阳系,来替代太阳的话,那么地球就早就成为它的“腹中之物”了。

因为,Stephenson2-18的轨道可以轻松地延伸到土星轨道附近

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史蒂文森2-18与太阳的体积对比

当然,身为红超巨星,史蒂文森不仅非常的膨胀,亮度也十分耀眼,大约为43700太阳光度,光谱型为M6

科学家在得出这一推测数值之后十分惊讶,因为史蒂文森2-18向人们证实了,从前我们建立的红超巨星模型还是“想象力不足”。在现实的宇宙当中,存在着比模型更大更亮的恒星。

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科学家建立的红超巨星模型

不过需要注意的是,史蒂文森2-18虽然从各方面,看起来都很拔尖,尤其在体型上更是一骑绝尘,将盾牌座UY天鹅座NML等恒星甩在了屁股后面,可是当我们将其直径定义的单位换成光年之后,就会发现这家伙似乎又变小了,因为其直径只有0.3‰光年

光年作为长度单位,是光以约30万公里每秒的速度行走一年之后的距离。因此,若是以公里来换算,就能得出一光年等于9460730472580公里的结果,大约是10万亿公里

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1光年的长度其实非常惊人

与10万亿公里相比,史蒂文森30亿公里的直径确实算不上什么。而通过这种对比,大家可能也意识到了,1光年的距离到底有多恐怖。

那么,在宇宙之中是否有直径达到1光年的天体呢?

宇宙中存在直径超过1光年的天体吗?

首先我们需要明确“天体”的定义到底是什么。

天体指的是可观测宇宙当中所有自然形成的物质实体,简单来说就是宇宙中的所有个体。而这种广义上的定义,就使得天体当中包含的东西非常多,比如恒星、星系、矮行星彗星、星系中的星团、星云和星际物质等等都属于天体。

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天体不止包括恒星与行星

甚至说,人们通过射电探测发现的射电源、红外源等,也算是天体当中的一种。

如果我们要来具体细分的话,天体还可以分为太阳系天体和太阳系外天体两种。其中太阳系外的天体又可以分为简单主体、符合物件、扩散物件,像咱们在上文中提到的宇宙最大恒星史蒂文森2-18,它就属于简单主体。

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天体的细分类型示意图

其次若说以简单主体为主要搜寻对象,那么在宇宙当中是不存在直径超过1光年的天体的。因为恒星的发育会受到诸多因素的限制,第一就是恒星在步入红巨星阶段时,就说明生命进入倒计时了。

尽管此时的它还有较长的时间得以进一步膨胀变大,但是终究会迎来自己的死亡时刻。等到时机成熟,就会发生超新星爆发,膨胀的红巨星会像泄了气的气球一样,最终变成密度极高的中子星或者黑洞

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壮观的超新星爆发现象

第二点就是恒星的质量有一个既定的界限,人们将其称之为爱丁顿极限,它是英国天体物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿发现的,由引力和辐射压力的平衡计算而来。

这一理论认为,当恒星的质量超过了爱丁顿极限,它就不会再继续吸收物质。

不过在后来的探测当中,科学家发现有不少恒星超过了爱丁顿极限。但是我们却不能因此就将其判定为错误理论,因为以人类目前的观测手段来看,其实并不够清晰准确。

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爱丁顿极限指出恒星的质量有上限

以曾经稳坐宇宙最大恒星的盾牌座UY为例,不少科学家都觉得这家伙的真实体型没有那么大,只不过是“虚胖”罢了。换句话说,人类在估测其直径的时候,将它身边那层厚厚的气体云也算了进去。

由此可见,宇宙中的简单主体是无法达到一光年直径的,哪怕是人类现在发现的最大黑洞SDSS J073739.96+384413.2,其质量达到了太阳的一千多亿倍,直径也未达到一光年

因为根据史瓦西半径的公式进行测算,就会发现该黑洞的直径大约为1.1万亿公里,对比一光年约为10万亿公里的约数来说,依旧差得很远。

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黑洞的结构示意图,直径在视界之内

难道,这就说明了在宇宙中根本不存在直径超过1光年的天体吗?

如果我们将格局打开,再结合天体的广义定义,就会发现宇宙中的庞然大物其实非常多。比如天体的复合物件当中包括星系、星团、星系团等,扩展物件中还包括各种星云

这些家伙的直径就一个比一个大了,以银河系为例,它的直径在10到16万光年左右。此外,像此前哈勃望远镜、韦伯望远镜接连拍到的星云,它们的直径也基本都超过了1光年。

当然,不少人心里还是觉得“天体”应该是独立的个体,像星云、星系这种既复杂,凝聚力又比较弱的天体,不能算在其中。

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韦伯望远镜拍摄到的船底座大星云

那么,若是单以简单个体来对宇宙天体进行排名,类似于史蒂文森2-18的红超巨星还有哪些?它们都位于哪里呢?

宇宙中还有哪些巨大的恒星?

首先就是与史蒂文森2-18擂台战争霸失败的盾牌座UY,它也位于盾牌座当中。

同样作为红超巨星,它的亮度也很惊人,大约是太阳的340000倍,质量是地球的1000万倍

不过,这是进一步研究观测的结果,在这之前,人们给它估算的“三围数值”是明显大于如今这个数值的。

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史蒂文森2-18和盾牌座UY的对比

其次就是天鹅座NML,它位于天鹅座半径是太阳的1650倍左右,和地球之间相隔了5500光年。在它的身边,也有着大量的星际气体云,这可能阻碍了人们对其真实大小的精准测量。

最后还有仙王座RW、人马座VX、天鹅座KY等等,这些宇宙中的庞然大物与地球之间的距离都相对较远。

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恒星巨无霸们的大小对比示意图

不过离得近也不是好事,毕竟在宇宙当中体积和质量越大,代表着引力越大,这样的话,相对安全的太阳系可能会受到引力拉扯的影响。

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