宇宙中会不会存在直径达1光年的恒星?

大熊524


恒星内部发生的核聚变反应是支撑恒星不至于向内部发生重力坍缩的原因。核聚变反应的效率取决于压力和温度。

当恒星的质量很大时,温度和压力就会变大,核聚变反应的效率也就相应提高。这样,核聚变反应会释放强大的辐射压将恒星的外层物质吹入到太空之中。这样使得恒星的质量不可能无限增大。能够形成恒星的质量就有了一个上限。这个质量估计为150个太阳质量。


图:蜘蛛星云

位于蜘蛛星云中的R136a1恒星是目前质量最大的恒星,它的质量达到了太阳的265倍,远大于理论值。科学家怀疑产生这样的巨怪的原因可能源于恒星的合并,它可能是由数个巨大的恒星合并而成。它的周围仍然有数个质量超过100倍太阳质量的恒星。

图:


由左至右:红矮星、太阳、蓝矮星和R136a1

由于强烈的核聚变反应,使得它产生了每秒300多千米的恒星风,使得它外部质量快速流失,据估计在过去的百万年间已失去了大约50个太阳的质量。巨大的质量也使得它的寿命只有短短的数百万年。这颗恒星的半径大约为太阳的直径的35倍。但它并不是体积最大的恒星。

图:盾牌座UY(最亮的)

体积最大的恒星是盾牌座UY,它是一颗位于盾牌座的红色超巨星。

图:
太阳系行星与其他恒星的比较: 图1 水星 < 火星 < 金星< 地球 图2 地球 < 海王星 < 天王星 < 土星< 木星 图3 木星 < 比邻星 < 太阳 < 天狼星 图4 天狼星 < 北河三 < 大角星 < 毕宿五 图5 毕宿五 < 参宿七 < 心宿二 < 参宿四 图6 参宿四 < 大犬座VY < 天鹅座NML < 盾牌座UY

这颗恒星的质量为太阳的32倍,但半径达到了太阳的1,708 ±192 倍(7.05~8.83天文单位),直径达2,375,828,000千米。如果把它放到太阳系中,它差不多接近木星的轨道(9.58个天文单位)。

作为红超巨星的盾牌座UY,它的寿命只有1000~5000万年。最终会因燃料耗尽后,发生超新星爆发。剩下的残骸会在重力作用下发生坍缩,形成黑洞。

所以,作为恒星来说,其直径都不可能达到1光年。但有一类看上去像恒星的星体却可以非常的大,这就是类星体。这类星体由于距离遥远,看上去如同恒星一样的只有一个点。但实际上它的直径能达到数光年。类星体也是因它看上去“类似恒星”而得名。

图:类星体

图:天文学家拍摄到的类星体



类星体的中心是一个超大质量的黑洞,其质量能够达到太阳的上百亿倍,它在吞噬围绕它周围的吸积盘时,会释放出强大的能量辐射。

看看下图,你就应该知道宇宙的广阔与人类的渺小了!


讲科学堂


虽然宇宙很大,包含了不计其数的恒星,仅银河系就有上千亿颗,但宇宙中是不会存在直径达到1光年的恒星。不仅现实中也没有发现过这样巨大的恒星,而且理论上也不支持这种恒星的存在。

恒星本身是从星云(主要来自宇宙大爆炸)中发生引力坍缩而来,聚集越多的星云,恒星的质量和体积也就会越大。但这并不意味着恒星可以无限增长,有一个极限会阻止恒星无限变大。

恒星不是永久性天体,它们本身处于一种动态平衡——流体静力平衡,有两种力量主宰着恒星。由大量物质聚集而成的恒星会产生很强的引力坍缩效应,自身重力会不断压缩自己。另一方面,受到强烈挤压的核心区域可以进行核聚变反应,由此产生的辐射压可以对抗引力坍缩。其中一种力量变强了,另一种力量也会随之变强,反之亦然。

理论上,如果只要有星云足够多,它们就会被恒星的引力不断吸收。但由于辐射压的存在,恒星不能无限吸积星云。当星云吸积足够多之后,强大的辐射压会阻止星云被引力吸收,引力拉不住星云,所以恒星就无法继续增长,这个极限被称为爱丁顿极限。

在目前已发现的主序星中,半径最大的只有太阳的几十倍,即数千万公里,远远小于0.5光年(4.7万亿公里)。而即便是从大质量恒星膨胀而来的红特超巨星,目前已知最大的半径也只有12亿公里,仍然远小于0.5光年。

根据一些模型,宇宙早期可能有一种极为庞大的恒星,它们被称之为类星。类星有别于现在的恒星,这种天体的内部是黑洞,外部是普通物质,所以它们是无法长久稳定存在的。据估计,类星的最大半径可达太阳的七千倍,即49亿公里,但这还是远没有达到0.5光年的程度。


火星一号


1光年就是9万4千六百零八亿千米,是太阳直径的680万倍。如果是一个一光年的球体,则体积是太阳的3.14*10^20倍。假入真的有这么一个恒星的直径是这么大,那么它的史瓦西半径将是太阳的3.14*10^20倍,即:3km*3.14*10^20=9.9亿光年。

我们都知道,史瓦西半径是物体形成黑洞后尺寸的大小。物体的史瓦西半径大于物体自身的尺寸,说明他就是一个黑洞。而上述我们计算出来一光年的恒星,史瓦西半径竟然达到9.9亿光年,远远大于自身的直径。这说明根本就不存在这样的恒星,只能够是黑洞才行。



当然了,我们可以通过一个公式来粗略计算恒星的质量和体积上限。恒星的极限状态就是史瓦西半径等于自身的半径,这样,假设其直径是太阳的n倍(太阳史瓦西半径是3km),则有:

3n^3=1392000n

解出来n=681。

所以,恒星的直径最大可以达到太阳的681倍,即9.47亿千米,约0.0001光年,不可能是1光年。


科学探秘频道



目前发现的最大的恒星是盾牌座UY,直径2,376,828,000公里,光绕盾牌座UY一圈得9个小时以上,而绕太阳一圈只需要14.5秒,要知道光速可是每秒30万公里,是宇宙中最快的速度!

我们的太阳在未来膨胀成红巨星之后,体积可以膨胀到火星轨道附近,而盾牌座UY作为红超巨星,日过把它放到太阳的位置上,那么直径就能吞噬木星轨道,盾牌座UY能容纳45亿个太阳或者2亿亿个地球!

我们目前发现的最大的就是盾牌座UY,直径也远远不到一光年,事实上宇宙中不会有任何一颗恒星直径可以达到一光年,因为恒星的体积和质量在大到一定程度后,就会被自身的引力所压缩,质量和体积越大的恒星压缩的越厉害,最后被压缩成一个黑洞。


我们的宇宙中的恒星一辈子都在受引力的制约,引力是恒星燃烧的帮手,也是毁灭恒星的凶手,恒星的体积和质量决定它的引力,直径一光年的恒星只能被自身的引力给压成黑洞,理论上就是一块巧克力,只要它的体积和质量足够大,那么就都能变成黑洞。

其实宇宙中的确有直径一光年甚至几十光年的天体,这种天体就是恒星他妈,星云。

星云作为一种稀薄分子构成的天体,整体体积完全可以达到几十光年,也正因为如此,星云只能从足够远的地方被看到,近距离的话是看不全的,星云之所以横跨几光年也是因为它足够稀薄。


宇宙探索未解之迷


即使是人类发现的最大恒星——盾牌座UY(体积最大),它本身是一颗红超巨星,恒星演化末期阶段,数千万年后可能演变为黑洞。

它的直径达到了23.7亿公里之巨,放在太阳的位置上,它的体积可以吞没当今的木星所在位置,逼近土星,但它与一光年相比较又如何呢?

数字上比较:2,375,828,000千米。一光年:9,454,240,512,000千米。

是不是感觉到差距非常之大。

那么理论上会不会有这么大的恒星呢,根据爱丁顿极限,当恒星吸积了过多的星云物质时,足够点燃内部的核聚变之时,那么辐射出的能量即辐射压将阻止物质被恒星引力拉过来,并且还会吹出强劲的太阳风,清空这颗恒星周围的太空环境。

于是这颗新生的恒星就达到了引力与辐射压的流体静力平衡。

个人浅见,欢迎评论!

本回答由一枚游戏科幻迷原创,感谢点赞关注,我们一起科幻想象、畅游宇宙!予人玫瑰,手有余香!


一枚游戏科幻迷


UY Scuti——盾牌座UY,约有1708个太阳半径大。



太阳半径695700公里

此恒星直径=695700*1708=1188255600千米

一光年是9 460 730 472 580.8千米

明显小于一光年。

而且理论上说,一个天体体积越大,密度不变,质量会更大,达到某个阈值,则会在自身引力下坍缩,成为黑洞。


带上他的眼睛


当宇宙未有出现之前,太空的物质应是如何在的呢?任何人也都不知道,如能知道的只是推测,不能肯定。是吗?

宇宙产生于一个奇点,奇点多大,芝麻那么大还是直径超光年那么大呢?你我他甚至提出的那一人亦是不知。

跟椐以上的存在不能知,我们是否归立一下有所不知,大胆推测,如果宇宙就是只有那么一芝麻大,怎能装下宇宙空中万物千变万化光彩运作呢?能放托芝麻的空间那是什么地方呢?名称何在,所以我们大胆推测,能剩托宇宙的地方,给予名字“太空”好吗。既能剩托超大无比的物质宇宙是什么物质?那是超导级静电场体,只有它才能去斥托万物运行运作。太空就是一个充满超导级静电场体的太空,同时也悬浮着未有形成物质的宇宙尘埃,这一尘埃就是创造其大无比的宇宙,宇宙是由一个超光年级直径恒星爆炸而成的太空产物,所以不应有在宇宙中去产生超光年直径的大恒星,决不会的。可想而知的,這是物质在宇宙中的守恒定律改变不了事实。


陈昌海12


不会。恒星是否能稳定存在是受到下述这两个力的对抗关系来决定的:

  1. 恒心自身物质产生的向心引力(向内吸引物质)
  2. 恒星核聚变反应产生的离心辐射(向外抛出物质)

红矮星、白矮星的质量级别

如果恒星比较小,核聚变向外辐射的力量能够对抗引力的内收的力量,那么恒星便可以持续稳定地“燃烧下去”,直到某一天,聚变的材料耗尽,才会发生一定程度的坍缩,形成白矮星(质量小于1.44个太阳质量),或者红矮星(质量小于0.8个太阳的恒星)。



黑洞的质量级别

在衰亡末期超过太阳质量一倍半的恒星,不能支持自身以抵抗自己的引力,将变成黑洞。这个界限质量称为钱德拉塞卡极限。



超新星阶段

如果恒星过大,那么引力直接就会占上风,塌陷情形会非常剧烈,但如果恒星内部还有大量核聚变原料如氢、氘、氚、氦等,会首先形成超新星爆炸,恒星会被喷射分裂成巨大的星云(大到可能成为整个星系的基础)。



如果大恒星没有太多核聚变原料,那么变成黑洞就是最合理的归宿了。


小宇堂


从恒星的诞生和演化过程来看,这是不可能的,宇宙再大,也容不下这种违反规律的怪物存在。

恒星不是在虚空中产生,它们都诞生在富含氢元素的气体与尘埃云中,由于引力或其他恒星产生的光压扰动使星云局部密度变得不均匀,逐渐在引力作用下凝聚出密度越来越大的物质团,随着密度的增大,引力效应越来越强,吸纳、合并周围的物质团汇入这个质心,并获得角动量形成盘状漩涡,在中心区域,因热力学第一定律,被压缩的气体温度会升高,这个过程需要大约几百万年,直到压力与温度使氢元素开始产生聚变反应,之后原恒星云核心的物质取得压力与引力的平衡,开始一段时间相对稳定的输出,就成为所谓的主序星。

所以恒星的质量和大小,取决于它出生时所在星云区域的物质分布密度,越稠密的星云,越有哺育出大质量恒星的潜力,虽然在初始阶段,原始恒星吸纳的物质可能会非常多、质量非常大、直径非常广阔,远超我们的太阳。但是会有限度的,如果一颗巨型恒星在恒星核心引起核聚变所发岀的光压能量超出它本身质量引起的重力,就称为爱丁顿极限。超过这个极限,恒星将会开始推挤自己,理论上由于恒星风会排斥过多的物质,一颗巨大的恒星不能一直维持如此巨大的质量。

当中心的恒星开始迅速向外辐射能量时,这个原始恒星聚拢的大部分物质都将被吹离中心,剩余的可以被称为恒星的核心物质团不可能达到直径1光年。并且这种超大质量恒星一旦开启核聚变,其燃烧速度也将远比我们的太阳狂暴,由于质量庞大,核心的密度与温度远超普通的恒星,恒星中心的氢元素会在短时间内聚变出氦核,氦核可能立刻承受不住高压高温,开启氦核聚变,氦核的聚变反应释放的能量更强、更快,此时恒星的氢外壳膨胀,看起来会更加巨大,但它同时也在损失质量。

仙王座VV A是一颗红特超巨星,直径为太阳的1600~1900多倍,比土星轨道还要大。

由左至右分别是一个红矮星、我们的太阳、一个蓝矮星和R136a1,R136a1是一颗沃尔夫-拉叶星,由于爱丁顿极限的存在,R136a1已经透过持续的恒星风流失了大量质量,据估计它诞生时的质量是320太阳质量,而在过去的百万年间已经流失了50个太阳质量。


一颗超大质量恒星走向灭亡后,留下的超新星遗迹也许能超过1光年范围,但是此时它已经不能被再被称之为是一颗“恒星”了。


听松


密度如恒星的物质团块如果太大,超过上限,就会在自身引力的作用下塌缩,变成中子星,直至黑洞。因此直径一光年的恒星,既没有发现过,理论上也无法存在。

从恒星形成过程来看,当物质聚集到一定量后,核聚变就会发生。新生恒星随之开始驱散周围的物质,恒星就很难继续长大了。


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