宇宙中有沒有哪顆星的質量超過銀河系的質量?

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從恆星、行星和小行星到黑洞和看不見的暗物質,銀河系充滿了很多東西。然而,所有這些天體的總質量並不是天文學家們能夠達成一致的。

銀河系的質量估計有5000億太陽質量到2到3萬億太陽質量。這種不確定性與天文學家用來“衡量”銀河系的不同方法有很大關係,更不用說由一個相當神秘的變量:暗物質引起的不確定性了。這種看不見的、仍然是假設的物質形式佔了我們銀河系總體積的90%,但是由於它不能被直接看到或測量,暗物質給天文學家帶來了嚴重的問題。



不能為銀河系確定一個一致同意的質量是不好的。在其他重要的宇宙學問題中,如果沒有對我們星系所包含的質量的準確認識,天文學家就無法完全理解它是如何與鄰近星系相互作用的,或者它的內部結構是如何隨時間形成和演化的。

由德國歐洲南方天文臺的勞拉·沃特金斯領導的一個國際天文學家小組現在已經想出瞭解決這個難題的新方法。通過結合來自兩個太空望遠鏡——美國宇航局的哈勃望遠鏡和歐洲航天局的蓋亞望遠鏡——的數據,研究人員以新的精度測量了銀河系的質量。假設從銀河系中心延伸約129000光年,銀河系的總質量為1.5萬億太陽質量。

如上所述,根據新的研究,這些銀河系物質的絕大部分是暗物質,約佔84%,即總量的六分之五。銀河系中約2000億顆恆星約佔600億太陽質量,約佔總質量的4%。剩下的12%由非恆星物質組成,如塵埃雲、行星、彗星、小行星等。至於銀河系中心的超大質量黑洞,據測量大約有400萬個太陽質量,它確實很重,但只佔總數的很小一部分。

與其他星系相比,銀河系在這些方面更重,但它仍然是一箇中等質量的星系。



在某些情況下,質量最低的星系大約有10億個太陽質量,質量最大的星系大約有30萬億個太陽質量,所以銀河系在這個範圍的高端——但我們已經知道了。與其他亮度相似的星系相比,銀河系的質量相當典型。

再說說最大的星星——恆星R136a1目前保持著宇宙已知最大質量恆星的記錄。它是我們太陽質量的265倍以上,是這個名單上大多數恆星的兩倍多。天文學家仍在試圖理解這顆恆星是如何存在的。它也是最明亮的,是太陽的近900萬倍。它是大麥哲倫星雲超級星團的一部分,也是宇宙中其他大質量恆星的所在地。

所以,銀河系總質量約1.5萬億太陽質量,恆星R136a1約為太陽質量的900萬倍,所以沒有發現比銀河系質量更大的星星。


軍機處留級大學士


宇宙這麼大,其中的天體不計其數,那麼,是否有哪顆星的質量超過銀河系的質量呢?

迄今為止,天文學家並沒有在宇宙中發現單個天體的質量大於銀河系。銀河系是由大量的恆星以及氣體雲組成的龐大結構,它在星系中算是大型星系。例如,銀河系所在的本星系群包含了五十多個星系,銀河系是其中第二大星系,其餘大部分星系都是矮星系。銀河系非常龐大,沒有哪顆星的質量可以與之相比。

在目前已知的宇宙天體中,質量最大的單顆星體是TON 618,這是一個位於104億光年外的超大質量黑洞,它的質量為660億倍太陽質量。也只有超大質量黑洞可以成長到如此大的質量,因為它們可以不斷吞噬周圍的物質而逐漸增加質量。另一方面,恆星的質量不會無限增長,這會受到愛丁頓極限的限制,最大的恆星質量只有太陽的幾百倍,遠小於超大質量黑洞。

但與銀河系的質量相比,TON 618還是小了不少。銀河系的質量至少為1萬億倍太陽質量,這相當於15個TON 618。

那麼,宇宙中會有比TON 618還要大得多的超大質量黑洞嗎?

根據目前的理論,最大的超大質量黑洞應該只能成長到太陽質量的數百億倍。超大質量黑洞是通過吞噬周圍吸積盤中的物質而逐漸成長,但質量增加到太陽數百億倍之後,吸積盤中的氣體雲會在黑洞引力的作用下而坍縮形成恆星,它們最終不會落入黑洞,所以黑洞的成長也就會停滯。

不過,與一些矮星系相比,超大質量黑洞的質量顯得更高。例如,銀河系的其中一個衛星星系——大麥哲倫星系,它的質量大約為太陽的100億倍,這要比TON 618的質量還小。銀河系的另外一個衛星星系——六分儀座矮星系更小,它的質量只有太陽的3億倍,這甚至要小於M87星系中心的超大質量黑洞。

目前已知最小的星系是位於11.4萬光年之外的Segue 2,它也是銀河系的衛星星系。這個矮星系的質量只有太陽的55萬倍,這僅為銀心超大質量黑洞的八分之一。


火星一號


宇宙中有沒有哪顆星的質量超過銀河系的質量?

天下之大無奇不有,這是我們形容世上啥事啥人都有的一個常用成語!但宇宙比天下大多了,而且我們觀測過的宇宙連整個宇宙的九牛一毛都沒有,那麼請問,有比銀河系更大的恆星嗎?當然無論是告訴大家有或者沒有,都必須說出個理由來,否則只能判定為不及格!

對於上圖應該是很熟悉了,最大的恆星已經更新成盾牌座UY了,但這並不重要,因為我們今天關心的是恆星的質量,因為尺寸最大和質量最大的恆星並不統一!到現在為止我們觀測到最大的恆星並不在各位想像的銀河系中,而是在大麥哲倫星系蜘蛛星雲的R136星團中心的R136a1,質量為太陽的265-315倍,後修正為256倍!

天文學家認為,R136a1已經超過了最大恆星:150倍太陽質量的愛丁頓極限!

愛丁頓極限:當恆星質量過大時,其燃燒產生的輻射壓將會使被引力束縛在一起的恆星變得非常不穩定,恆星外殼將會在恆星風與內部輻射壓的雙重作用下大量逃逸,R136a1正處在大量丟失物質的狀態!

R136a1在天球上的具體位置,注意上圖中N(北)和S(南)的區分,各位在北半球是找不到的大麥哲倫星系的!另外R136a1的星等為+12.23,需要150MM以上口徑的望遠鏡才能觀測到!

上圖是恆星生命週期的赫羅圖,左上角的就是藍特超巨星,請注意哦,這些恆星不會經過紅巨星時代,在氦元素聚變開始就會形成高光度的藍變星,未來將會Ⅱ型或Ⅰb、Ⅰc型超新星爆發,而恆星核則將坍縮成黑洞無疑!

從另一個角度看,即使冷天體(不會進行恆星聚變燃燒的理論天體),則會超過1.44倍太陽質量時恆星電子簡併態支撐力難以對抗引力坍縮而形成中子星,這就是錢德拉塞卡極限!而當中子星質量超過3.2倍太陽質量時,中子星也將變得不穩定而坍縮成黑洞,這是奧本海默極限!因此天體不可能無窮增加質量,可以存在遠超太陽質量的恆星(比如256倍太陽質量的R136a1)是因為恆星核聚變會產生輻射壓對抗引力坍縮!

銀河系的質量高達4.1771*10^41千克,約為太陽質量:1.9891*10^30千克的2.1×10 ^11倍,即使有這樣的天體它也不可能穩定存在,即使是觀測到的宇宙中質量最高的黑洞也才是太陽的600多億倍,也許有可能存在更高質量的黑洞,但很明顯恆星是不存在的!


星辰大海路上的種花家


依託於哈勃太空望遠鏡和歐空局的蓋亞衛星,科學家對銀河系進行了迄今為止最精確的質量測量,銀河系的質量包括2000多億顆恆星、銀心處400萬倍太陽質量的超大質量黑洞,剩下的就是暗物質,銀河系總質量大約1.5萬億倍太陽質量。


如果論最大質量單天體只能非星系中心超大質量黑洞莫屬,銀河系中心的超大質量黑洞大約400萬倍太陽質量,而前段時間拍攝的M87星系中心超大質量黑洞大約是65億倍太陽質量。

而人類目前已知的最大質量天體也是一個黑洞ton618,它的質量達到了660億倍太陽質量大約是銀河系的二十二分之一。這顆黑洞距離我們大約104億光年,(不考慮宇宙膨脹)這意味著人類觀測它的那束光來自於104年前,大約是宇宙大爆炸後的34億年。


這顆黑洞是目前已知質量最大的單天體,如果考慮到黑洞的不斷吞噬的特性,貌似黑洞的質量並沒有上線,隨著時間推移星系中心的超大質量黑洞會越來越大,未來可能會出現這樣的天體。



科學黑洞


恆星與星系是不同的概念,它們的質量不是相同數量級的。

到目前為止,還沒有在宇宙中發現有那顆恆星的質量能超過銀河系的,理論中也不會有這樣的超大質量恆星。

目前人類已經基本搞清楚了恆星的演化過程,包括其誕生、死亡及在主序階段的各種可能。

當一個從星雲中凝聚出來的新生恆星開始發光時,它自身的重力和向外的輻射壓力會取得一個平衡點。如果質量過大,輻射壓也會更強,如此就會將外層物質吹散,這樣恆星質量就沒辦法再繼續增加,這個極限叫做愛丁頓極限。這個極限不僅是恆星所能達到的最大光度極限,也決定了恆星的最大質量極限。由艾丁頓光度極限可推算出恆星的質量極限大約是150倍太陽質量,這個質量根本沒法跟一個星系的質量相比。

也許在大爆炸後最早誕生的那一批恆星質量會非常大,甚至能達到太陽的300倍甚至更大,可是這一代超大質量恆星存在的時間極短,會迅速燃盡燃料,這批恆星應該已經滅絕了。除非未來人類能夠觀測到這些恆星剛剛誕生時的遙遠距離,或許才能看到它們的蹤跡。但它們的質量依然無法跟星系相比。

在以前,對類星體沒有足夠認識的時候,將類星體看做為“類似恆星”的單一天體,它可能接近一個星系的質量。但現在普遍認為,類星體是一個裸露的活動星系核,一個瘋狂吸取物質併產生猛烈輻射的超大質量黑洞,周邊吸積盤上有遠遠超出一個恆星質量的物質。所以不能將類星體看做單一天體,甚至是恆星。


心繫宇宙天地寬


按照現在人類的認知、按照現在積累的知識儲備,在已知宇宙中不可能存在哪顆星的質量會超過整個銀河系的質量。按照宇宙中天體的劃分,除去黑洞、白矮星、中子星等一類緻密天體,就是恆星的質量最大了,在恆星之下是行星、行星的衛星、小行星等一眾小天體。

恆星的質量最大會有多大呢,不會超過約300倍太陽質量以上,這個數值目前來說的話,還存在爭議,但就目前的發現來看,最大質量的恆星是R136a1,它的質量是太陽的265倍,這遠遠遠遠小於銀河系的質量,要知道銀河系的總質量要在太陽質量的1.5萬億倍以上。

恆星的質量是有上限的,這是肯定的,早些年人們認為恆星的質量不會超過太陽質量的150倍,可是沒過多久,科學家就發現了R136a1,人們於是重新對愛丁頓極限進行理解,但不可否認的是,恆星的質量越大,核聚變反應速率就越快,從而恆星的壽命也就越短,而且會更快的經歷超新星爆發然後形成黑洞。

並且,當恆星的質量足夠大時,巨大的輻射會將恆星表面及周圍的物質吹開,這樣的話,會自然的阻礙恆星的進一步增長,總而言之,恆星的質量不會太大,一般在幾倍、幾十倍於太陽質量,少數的會在100-300倍太陽質量之間,但是這樣的恆星不會穩定,壽命也特別的短,只有百萬年、千萬年左右,這與咱們的太陽100億年壽命是沒法子比的。

圖/源自網絡,侵刪

一家之言,歡迎您們的補充!


科幻船塢


恆星是不可能到,愛丁頓光度限制恆星的最大質量大約150倍太陽質量,再大下去引力就無法抵抗輻射光壓了。實際觀測中發現的最大恆星是R136a,大約200多倍太陽質量,猜測是多個巨恆星碰撞合併的。

比恆星更大的單個天體就是黑洞了,但也沒發現比整個銀河系質量還大的黑洞。


老饅頭簸箕


有!江蘇宇宙星


用戶童言無畏


肯定沒有這樣的星體存在,這樣巨大的質量無法維持星體的形態。會塌縮成黑洞


機器人不哭


有某超星系團中心的超級黑洞


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