宇宙中最小的恒星有多小?最大的有多大?

明教教主张无忌4


要问地球上的沙子数量多还是宇宙中的恒星数量多?相信大家都会说当然是宇宙中的恒星数量多了。要问宇宙中最小的恒星有多小,最大的恒星有多大?我们只能从我们已经发现的恒星去回答这个问题了。

先说一下最大的恒星吧。如果是体积最大,目前我们已知的体积最大的恒星叫做盾牌座UY。它位于银河系内。盾牌座UY有多大?直径23亿7683万千米。这个数字有多大?如果没有概念的话,那我们把盾牌组UY放到太阳系太阳的位置看看就明白了。距离太阳最近的水星、其次是金星、地球、火星都被盾牌座UY吞没了。这还没完,距离太阳7.8亿公里的木星也被它吞入腹中。土星距离太阳13.5亿千米比盾牌座UY的半径11.88亿千米要大,没有被盾牌座UY吞掉,逃过一劫。这么一比较,盾牌座UY的半径可以延伸到土星轨道附近!盾牌座UY有45亿个太阳大小。

盾牌座UY虽然体积是目前发现的恒星中最大的,但是质量却只有太阳的32倍。盾牌座UY只是虚胖,并不是质量最大的恒星。目前人类发现的质量最大的恒星是R136a1。它位于银河系的卫星星系大麦哲伦星系中,距离地球16万光年。这颗恒星的质量是大约是太阳的265倍。直径是大约是4500万千米。看起来R136a1个头比盾牌座UY小得多了,直径只有盾牌座UY的大约五分之一。同时这颗恒星也是目前已发现的最亮的恒星,亮度是太阳的871万倍!

说完了体积和质量最大的恒星,再看看最小的恒星哪颗。在宇宙当中不乏大质量、大体积的恒星,但是质量和体积最小的恒星在宇宙中屈指可数的。在距离地球40光年的地方科学家发现的这颗恒星被认为是最小的恒星。它的名字是2MASS J05233822-1403022。名字有点长不好记,可以简称为J0523。它恰好于恒星最小质量的临界值上,也就是说它的质量大约是太阳质量的7%~7.7%。换种说法,它的质量是木星的70倍到77倍。如果木星达到这个质量的话也会成为一颗恒星的。恒星J0523虽然质量比木星大许多,但是它的体积却比木星小。因此科学家认为恒星J0523不仅仅是质量最小的恒星同时也是体积最小的恒星。

“宇宙最小恒星”的表面温度非常低,大于只有1800℃,也就和我么冬天取暖烧的煤炭炉子温度差不多。亮度就更低了,只有太阳亮度的八万分之一。

虽然J0523“又暗又冷”,但是它也是和其他的大恒星一样进行着核聚变反应。而且J0523还有一个巨大的优势“耐烧长寿”。前面提到的两个大家伙盾牌座UY和R136a1的生命周期非常的短。盾牌座UY的寿命只有短短的1000万年到5000万年,而且现在它已经进入了老年期,是一颗红超巨星了。R136a1的寿命更短,只有短短的300万年的时间。


而最小恒星J0523目前正处于主序星阶段,再过个几千亿年甚至是上万亿年它还是停留在主序星阶段,继续稳定的燃烧。天知道它会什么熄灭,大家说是不是很恐怖啊?


我就是兔斯基


目前发现最小的恒星是2MASS J0523-1403,这是一颗红矮星,无论是半径还是质量都是已知恒星中最小的。它位于天兔座方向,与地球相距大约40光年。据估计,这颗红矮星的半径为5.98万千米,仅为太阳半径的0.086倍,小于太阳系中最大的行星——木星(平均半径为7万千米),与土星相当。它的质量仅为太阳的0.08倍,大约是木星质量的84倍,已经接近恒星的质量下限。如果星体的质量比这颗红矮星更小,它将没有足够大的质量来压缩核心,从而无法启动核心区域的核聚变反应,成为被称作“失败恒星”的褐矮星。由于2MASS J0523-1403的质量极低,其表面温度还不到两千摄氏度,而太阳的表面温度可达5500度。

目前发现质量最大和半径最大的恒星并不是同一颗,这与恒星的演化有关。目前发现质量最大的恒星是位于大麦哲伦星云中的R136a1,它与地球相距16.3万光年。它是一颗典型的蓝特超巨星,其质量高达太阳的315倍,半径为太阳的30倍。由于R136a1的质量极其庞大,它的表面温度高达5.3万度。

质量最大的恒星并不意味着尺寸最大,这是因为恒星演化至末期时将会膨胀成尺寸巨大的红巨星。盾牌座UY是目前发现半径最大的恒星,这是一颗典型的红特超巨星,其半径为太阳的1708倍,但其质量仅为太阳的10倍。据估计,盾牌座UY在主序星阶段的质量大约为太阳的25倍,在膨胀成红特超巨星的过程中,损失了很大的质量。盾牌座UY的尺寸十分庞大,如果把太阳换成这颗红特超巨星,它的最外层将会超过木星的轨道。如果以速度为800千米/小时的普通客机绕飞盾牌座UY一圈,所需的时间大约为一千年。


火星一号


宇宙中的恒星也分好几种,根据恒星的阶段不同,其大小也会发生很大变化,就好比我们的太阳在生命末期会膨胀为红巨星一样。

剑桥大学一个研究组早前找到了人类有史以来观测到最小的一颗恒星,半径只有木星的84%,质量是太阳的0.81倍(宇宙间的天体质量至少要太阳质量的0.07倍才能引发内部核聚变反应变成恒星),可以说发现的这个红矮星是质量是刚刚达到及格线了,这个最小恒星的编号是EBLM J0555-57Ab。

其实恒星越小寿命越长,大质量恒星的核反应太厉害有的甚至只有100万年的寿命,而科学家发现的这个最小质量恒星寿命可达上千亿年,可谓与宇宙同寿了。

相比最小的恒星,最大的恒星知名度往往更高一点


盾牌座uy是人类发现的体积最大的恒星,如果拿太阳和它在一张照片上,那么太阳连一个像素点大小都没有。

盾牌座uy的直径达到2376828000公里,以光速绕这盾牌座uy的赤道一圈需时9小时以上,而以光速绕我们的太阳一圈只需要14.5秒,可以想像盾牌座uy是多大了,我们要是在上面打电话起码有9个小时代延迟。



如果把它和我们的太阳互换,那么其大小可以占满火星轨道以内的所有空间,也就是说到时候地球金星和水星早就被烧化了。


宇宙探索未解之迷


问题中并没说明最小最大指的是体积还是质量,天文学家最看重的是天体的质量而不是体积,下面就从质量方面说一下恒星的大小。

据科学研究,理论上恒星的质量下限是0.08个太阳质量,低于这个质量的天体内部就不会产生氢核聚变成为主序星,而只会成为一颗褐矮星。

实践上,天文学家曾在2017年7月17日宣布在银河系内发现一颗距地600光年的恒星,编号为EBLM JO555 57Ab。它的体积仅为木星的84%,与土星相当。质量为木星的85倍,为0.081个太阳质量,极为接近恒星质量下限。

实际上质量是恒星结构和恒星演化的决定性因素,搞清恒星形成和演化原理就明白恒星为什么会存在上限和下限。并且也容易判断恒星质量的下限和上限。

天文学家和宇宙学家对恒星的演化原理和细节已经搞得比较系统了。象太阳这些恒星都是起始于星系中的氢分子云,


当这些分子云的质量超过系统的金斯质量或受附近震波干扰造成气体密度升高时,气体的热压力抵抗不了气体的引力,分子云就开始坍缩,坍缩过程中内部温度不断上升,热压力随之升高,但仍然抵抗不了气体的引力,分子云继续收缩,直到内部温度达到氢核聚变的压力和温度,氢元素被点燃,收缩暂停,一颗恒星就诞生了。


人们就把内部主要为氢核反应的恒星叫主序星,所以这里就存在一个恒星最低质量的限制――即如果分子云质量坍缩产生的热压力刚好抵抗不了气体引力而能点燃氢元素时气体的质量就是恒星的质量下限。低于这个质量的星体也能形成,但其中央温度不高,不能进行核反应,只能依靠引力收缩释放能量,到目前没发现低于0.08个太阳质量的主序恒星。

至于恒星质量上限肯定是有,但众说纷纭,理论上限很不确定。

从恒星内部的核反应开始,与引力对抗不仅是热压力,还有辐射热量导致的辐射压力,质量越大的恒星内部核反应速度越大,温度越大,内部产生的辐射压强越大,当温度达到很高的一个值时,气体的压力加上辐射的压力就会超过引力的束缚,恒星就会膨胀,当然气体压强会随着体积增加而减小,但如果气体压强减小到0时,压力仍然和引力不平衡,恒星就会解体,重新变成一团气体。所以肯定存在恒星质量上限。有人计算出60――100个太阳质量是恒星上限。但在实际观测中发现了200个太阳质量的恒星。还有证据表明,在大麦哲伦星系中有一个超大质量恒星R136a,有相当于3000个太阳的质量。


由于宇宙结构非常复杂,恒星演化理论还待发展完善,所以目前还不能非常确定恒星质量上限。

如果从体积上说,宇宙中已知最大恒星是盾牌座UY红超巨星

盾牌座UY的直径是太阳的1700多倍,体积是太阳45亿倍。但质量仅为太阳的32倍。

当然如果黑洞也算恒星的话,那目前已知最大的黑洞是TON618。

它是一个类星体的中心,质量为太阳的660亿倍,是太阳亮度的140万亿倍,比整个银河系都亮。体积(视界)也最大,是盾牌座UY的500万倍。史瓦西半径近2000亿公里,是盾牌座UY的167倍。



物原爱牛毛1


答:目前人类观测到的最小质量恒星,是太阳质量的7.21%;最大质量恒星,是太阳质量的265倍。


恒星理论质量

在恒星演化理论中,天体质量几乎决定了天体的性质,比如:

(1)一颗行星超过13倍木星质量后,内部的温度和压力将使得氢元素发生聚变反应,但是反应过程十分缓慢,无法形成真正的恒星,这类天体叫做褐矮星;

(2)褐矮星质量继续增加,超过大约77倍木星质量(约为太阳质量的7%)后,内部的核聚变反应将彻底点燃,成为一颗真正的恒星;

(3)恒星质量继续增加,内部核聚变也将更剧烈,恒星的寿命反而会变得更短,理论上恒星质量上限约为300倍太阳质量(该数据目前还没有定论),质量过大后恒星将塌缩为黑洞。


2MASS J05233822-1403022

以上编号简称J0523,是人类目前发现的最小质量恒星,质量是木星的77倍,是太阳的7.21%,体积是木星的87%,表面温度为1800℃,距离地球40光年。


J0523虽然距离地球不远,但是亮度非常暗,直到2014年,科学家们才发现它的存在;J0523几乎已经是恒星质量的理论下限了,如果质量再小一点,J0523将无法形成恒星,只能算是褐矮星。

也正是由于J0523恒星的质量很小,所以内部的核聚变反应相对于大质量恒星来说慢很多,而J0523的理论寿命,将达到数百万亿年,远比我们宇宙年龄长。


R136a1

恒星R136a1,是目前人类发现的最大质量恒星,是太阳质量的265倍,体积是太阳的32倍,表面温度高达5万度,距离地球16.3万光年,位于大麦哲伦星云内的R136超星团。

因为R136a1的质量太大,所以内部核聚变反应非常剧烈,消耗质量非常快,寿命也只有几百万年的时间,目前R136a1的年龄为80万年。


恒星质量分布

在天文学中,有一个恒星质量和数量的分布规律,就是质量越大的恒星数量越小,统计数据上形成一个类似金字塔的结构,如下图

所以在我们宇宙中,小质量恒星是远远多于大质量恒星的。


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艾伯史密斯


恒星是我们这个可观宇宙的主体,恒星组成了星系,星系组成了宇宙。

银河系是我们太阳系的母星系,由1000亿~4000亿颗恒星组成。我们太阳系的主宰老大~太阳,是银河系中一颗中小型的恒星,叫黄矮星,直径为139.2万公里,质量为1.9891x10^30公斤。

恒星是宇宙中能自身发光发热的天体,是由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体。恒星之所以发光发热,是基于其中心巨大的引力压力激发了核聚变,爆发出巨大的能量来抵抗压力,使恒星处于一段时间的稳定状态,这个阶段就是恒星的主序星阶段。

科学观测和研究证明,能够点燃中心核聚变的恒星质量至少要有太阳质量的0.07~0.08倍。

因此最小的恒星就是太阳质量7~8%的恒星,这种恒星光谱为M型,叫红矮星,表面温度在2000度到5000度。

剑桥大学一个研究小组发现一颗名叫EBLM J0555-57Ab恒星,曾经认为是有史以来最小的一颗恒星,半径只有木星的84%,质量却有木星的81倍,刚刚达到最小恒星理论值多一点点,为0.081个太阳质量。

但这个发现被一颗叫做2MASS J05233822-1403022(J0523)的恒星打破了,这颗恒星只有太阳质量的7.21%,是木星质量的77倍,是一颗距离地球40光年的M型光谱的红矮星,直径比木星还小,表面温度只有1800度。

这个发现打破了原定的恒星质量必须达到8%太阳质量的界限,也打破了红矮星表面温度在2000度以上的界限。因此现在科学界认为,恒星的质量的下限为太阳质量的7.21%,木星质量的77倍。

最大的恒星有质量最大和体积最大,但恒星的性质还是以质量来划分。

我们人类把太阳质量当作宇宙中衡量恒星质量的一个标尺。

目前已知的最大质量恒星是R136a1,是一颗伪沃尔夫-拉叶星,这颗恒星位于大麦哲伦星系的蜘蛛星云中,距离我们16万多光年,因此它不是银河系里的恒星。这颗恒星的质量达到太阳质量的265倍,其亮度是太阳亮度的871万倍。

目前已知最大体积的恒星是盾牌座UY,是一颗红超巨星,距离地球约9500光年,是银河系里的恒星,其质量为太阳的32倍,半径却是太阳的1700多倍,可以装下近50亿颗太阳。这颗星的亮度为太阳的34万倍。

大质量恒星的质量是有上限的,超过上限就会极不稳定,难以维持。这个上限理论叫埃丁顿极限。

恒星质量是有上限的,越大的质量由于其中心核聚变速度越快,物质消耗越快,寿命就越短。最大的恒星质量才几百万年。

埃丁顿极限理论认为,恒星质量超过太阳50倍,就不可能稳定,中心的过度辐射压力与引力难以平衡,外围的物质很难靠中心的引力来拉住,就导致质量的不断损失。而且这种不平衡会导致恒星不断的变化,成为一个变星。

R136a1自从形成以来就在不断的损失质量,近百万年来,已经损失了不少于50倍太阳质量,与太阳相比,损失的速度超过10亿倍。这颗恒星的寿命只有300万年,现在已经170万岁了,还过130万年就要寿终正寝,发生超新星大爆发,抛去大部分物质,中心收缩为一个黑洞。

而盾牌座UY虽然质量不是很大,但由于其体积澎胀得厉害,所以是一颗变星,光变周期为740天。其寿命约有1000万~5000万年,只有太阳寿命的几百分之一。

我们的太阳是一颗中小质量的恒星,属于G型光谱的黄矮星,这种恒星在银河系占有3%的份额,寿命100亿年左右。

太阳现在的年龄在50亿岁左右,还有50亿年的主序星寿命。寿命最长的红矮星可以达到万亿年,因此是一种以宇宙同寿的恒星。

太阳只是银河系里数千亿颗恒星的一员。

科学界估计,宇宙中有几万到10万亿个星系,一个星系的恒星都有千亿颗,所以宇宙恒星太多太多了,无法数清。但这些可见物质只占有宇宙质量的4.9%,有95.1%的质量是看不见的暗物质和暗能量组成。

以上只是科学界现在对宇宙已经得到的一些认知,人类对宇宙的认识还会不断的发现和深化,是一个永无止境的过程。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


宇宙之大,无奇不有。对于恒星,没有最小,只有更小,同样,没有最大,只有更大。

已知个头最小的恒星是伦敦时间2017年7月11日,剑桥大学一个研究小组刚刚宣布,发现有史以来最小一颗恒星,名叫EBLM J0555-57Ab。

它到底有多小?

半径只有木星的84%,跟土星相当。

但它是正儿八经的恒星,不是棕/褐矮星而是一颗红矮星。

因为它的质量很大,约是木星质量的84倍。刚好超过棕/褐矮星的临界质量,而成了一个内部核聚变稳定的红矮星。

由此可见,恒星的大小,更取决于它的质量。

红色的就是EBLM J0555-57Ab。

而已知质量最大的恒星是银河系的伴星系之一的大麦哲伦星云中蜘蛛星云里的R136超星团内的蓝特超巨星R136a1。其质量高达265个太阳质量。

但它的直径并不大,只有太阳直径的约35倍,因为它现在还处于主序期。但由于它巨大的质量,它的寿命可能只有300万年左右。之后,R136a1将进入“超新星爆炸”阶段。至于能否最终形成“黑洞”,还有待观测。



已知质量最大的蓝特超巨星R136a1。

而体积最大的,是红特超巨星盾牌座UY,

红特超巨星,是离开了主序期,正在死亡的恒星。他们本身的质量并不十分惊人。盾牌座UY的质量只有太阳的32倍,但其直径却长达2,375,828,000公里,超过了太阳到木星的距离,接近土星轨道。

目前,盾牌座UY正处于“超新星爆炸”阶段,其内部正在形成中子星/超致密中子星或者黑洞。



已知体积最大的天体:盾牌座UY

至于宇宙中还有没有更大的天体,还有待观测。


陌上云白


宇宙浩瀚无垠,宇宙中的星球数不胜数,光是银河系中的星球就有数千亿颗,人类探索宇宙的视野有限,我们能够看到的宇宙不及其万分之一,但是哪怕是这么一点比例也够我们观察很久了。

目前为止发现的最大的恒星或许是大犬座VY,它是一颗位于大犬座的超大恒星,距离地球约为3900光年,质量在太阳的20倍,但是直径却达到了太阳的1400倍,可以说是庞然大物了。


但是还有比这更大的,那就是盾牌座UY,其体积远大于大犬座VY,其直径或许达到了太阳的1700倍,当然了这也并不确定,因为盾牌座UY周围布满了气体和尘埃,难以观测到具体的大小。况且盾牌座UY的寿命也是比较短的,体积也在缩小。

大体积的恒星在其寿命将尽的时候,在自身万有引力的作用下会发生塌缩,进而有变成黑洞的可能性,但是对于大犬座VY来说,由于其体积虽然远远大于太阳,但是其密度却不大,所以它也没有成为黑洞的可能性,但是却因为自身体积过大,内部核反应更加频繁,所以寿命也不会很长。一般来说体积非常大的恒星也就是寿命将尽的恒星在红巨星阶段有的状态,太阳将来也会剧烈膨胀,最终形成的红巨星将会把地球也吞噬掉,而太阳的直径也会膨胀两百倍。



已发现的最小的恒星是2MASS J0523-1043,名称有点长。它是一颗红矮星,无论是质量亦或是半径都是恒星中最小的,其位于天兔座,距离地球40光年,其半径仅有5.98万千米,仅为太阳的0.086倍,不足地球的十倍,和土星的大小相当。其实这已经接近恒星质量的下限了,如果质量更小的话,那么它将没有足够的质量来压缩核心,进而产生引发核聚变反应,这样的话就不能称之为恒星了。这颗恒星亮度也是比较暗的,但是有一个好处就是因为质量过小的缘故,这颗恒星的寿命将会很长,太阳的寿命为100亿年,但是这颗小恒星的寿命将会达到上万亿年,或许等到宇宙毁灭的时候它还存在呢。


镜像宇宙


俗话说,没有对比就没有伤害。太阳质量相当于33万个地球,对于生活在地球的我们来说,地球都是何其庞大的,由此太阳甚至不能想象。

我们的太阳属于恒星,恒星数量整个宇宙是无法估量的,单单我们银河系就有1000亿到4000亿颗,太阳只不过是再普通不过的其中一员。

恒星由于是自身产生核聚变的天体,所以再小,质量也必须具备核聚变的条件,这个临界值大约为木星质量75倍。也就是说一个星体最少都要达到这个质量,才具备聚变条件。太大也不行,质量太大,恒星剧烈的核聚变会使自身不稳定。



目前,观测到的最小恒星是2014年科学家在距离地球40.3光年的天兔座发现的一颗红矮星,被命名为J0523。这颗红矮星小到什么程度呢?直径只有12.5万千米,相对而言,我们的木星直径14.3万千米,甚至比木星还小。但质量是木星77倍。



它的亮度仅有太阳的1/8000,表面温度只有大约1800℃,要看它必须借助相当精密的天文望远镜才能看到。夜空中,我们肉眼能够看到的星星(恒星),哪怕最微弱的一颗,亮度也有它百万倍。它可以说是名符其实最小的,刚过恒星临界值。

要说最大,质量最大为麦哲伦星系蜘蛛星云的R136a1。估计它的质量在265-315倍太阳质量 。它的亮度亮度是太阳的871万倍。很难想象它竟然有如此大的质量,超乎想象。要知道,这颗恒星推翻了以前科学界普遍认为恒星极限不会超过200倍太阳质量的结论。因为恒星如果太大自身很难保持稳定。



体积最大的当属著名的盾牌座uy。这是一个名符其实的巨无霸。距离地球5100光年的盾牌座。直径达23.77亿公里。最少都是太阳的1400多倍。


其规模是如此之大,如果将盾牌座UY取代太阳放在太阳系的中心,包括别说地球,木星都将不复存在。因为它的直径连大到木星轨道都不够放。以光速环绕这颗恒星的赤道一周需时9小时以上,而光环绕太阳赤道一周仅需时14.5秒。体积可以容纳45亿个太阳进去。


光年之外zyn


其实宇宙之大,我们又怎能知道最大,最小。地球直径约13000km

只能说已知的最小恒星之一是2MASS J0523,直径125000km.直径约为地球10倍

最大的恒星之一是盾牌座红超巨星UY Scuti,直径约2500000000km,直径约为地球192300倍,就是说光从这个恒星一边跑到另一边也得花上2个小时20分钟左右,而光从太阳跑到地球只需要8分钟。

以上都是只能说已知。所以准确来说没有最大只有更大。光3×10^8米/秒。上面最大的恒星光2个小时跑完,可一个银河系中有数以万计的恒星,而银河系本身的直径就可以达到10万光年,也就是光从一段到另一端得跑花10万年!!

而数以亿计的这样的大星系组成超大的星系网,银河系不过里面的一粒沙!!

再由无数的超大星系网我们称为宇宙!!!

而现在,宇宙外面,又有了多元宇宙。所以,,这个问题,没有答案。


银河系
哈勃望远镜的星系图


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