宇宙中比太陽大的天體數不勝數,太陽只是恆星中的“小矮人”嗎?

安琪兒露露



在恆星比地球上的沙子還要多的宇宙中,我們的太陽不過是偏安銀河系一隅的普通黃矮星罷了,質量體積以及光度和宇宙恆星第一梯隊比起來相差甚遠,確切的說太陽在所有恆星分類中質量排名倒數第二,倒數第一則是以比鄰星為代表的紅矮星。

然而我們的太陽真的是宇宙恆星大家族中的“小矮人”嗎?回答這個問題之前我們首先需要知道太陽這種黃矮星在宇宙恆星中的比例。


託現代科技的福,如今的天文學家們已經擺脫了伽利略時期簡陋的望遠鏡和肉眼巡天,現代天文學家的設備從地面上大型的天文臺到射電望遠鏡陣列一直到延伸至地球軌道上的哈勃望遠鏡,這些科技結晶以及宇宙學中的各向同性得以讓天文學家大致估算出全宇宙各類恆星所佔的比例。

目前的數據表明太陽這種黃矮星在全宇宙的主序星階段恆星中佔比3%,但大家千萬不要被這個數字誤導認為太陽不值一提,事實恰恰相反,比太陽更小的紅矮星在宇宙中所佔的比例為82%,也就是說我們的太陽比全宇宙80%以上的恆星都要大。


由此可見將太陽比做“小矮人”是不怎麼恰當的,畢竟10顆恆星8顆都要比太陽小,而太陽的“小矮人”也只是相對宇宙中那些藍矮星和藍巨星而已。

其實從生命誕生的層面上來看,質量越大的恆星反而越不適合生存,因為質量大就意味著壽命短且不穩定,而生命尤其是高等智慧生命是需要長時間的穩定才能慢慢進化出來的。


宇宙探索未解之迷


宇宙中比太陽大的天體數不勝數,太陽只是恆星中的“小矮人”嗎?

太陽的直徑約為139.2萬千米,質量佔了整個太陽系的99.86%,無疑太陽是太陽系中巨無霸一般的存在,但銀河系中大約有1000億-4000億顆恆星,比太陽大的恆星難以計數,比如距離太陽最近的半人馬座α星A,還有天狼星A,都要比太陽略大,那麼太陽真的就是小矮人嗎?

一、太陽的個頭算老幾?

空口無憑,我們來簡單統計下太陽系附近的數據!

上圖是太陽系附近的24顆恆星列表,是不是沒有質量直徑這些參數沒法比較?其實有一個比較簡單的比較辦法,直接看絕對星等即可,比如:

1、太陽絕對星等為:4.85

2、半人馬座α星A:4.38

3、天狼星絕對星等:1.47

4、南河三A絕對星等:2.66

這幾顆都比太陽的絕對星等要高,而事實上他們都比太陽要大一些,而其他的

1、最近的比鄰星:15.53等,距離約4.24光年,質量為太陽的12.5%

2、半人馬座α星B,5.71等,距離約4.36光年,直徑為太陽的84%,質量只有太陽的47%

3、巴納德星:13.22等 ,距離約5.96光年,直徑約為太陽的20%,質量約為太陽的15%

從這些恆星的比例中,太陽大約比20(比太陽小)/24(總數)=83%左右的恆星要大!

二、在整個銀河系中太陽大概能排老幾?

整個銀河系大約有1000億-4000億顆恆星,太陽大個頭大約要比銀河系中90%的恆星都要大,簡單的說如果按100名排位,那麼太陽是在前十位之內的!為什麼會這樣?

銀河系大約誕生於126±10億年前!應該算是一個古老的星系,從恆星生命循環的角度來考慮,銀河系中越晚形成的恆星金屬丰度將會越高,這很簡單,因為這些恆星誕生於超行星爆發後的星雲,因此就恆星誕生的物質利用率而言,質量是一代不如一代!

作為45億年前誕生的黃矮星,太陽還是一顆中規中矩的恆星,它不是特別大,也沒有特別小,100億年的壽命也足夠生命誕生,對於人類來說,還有大約20-30億年的太陽壽命,後期它將膨脹為一顆紅巨星,這個時間大約會在40-45億年後發生!

三、太陽是大一點好還是小一點好?

太陽已經比90%的恆星還要巨大,那麼太陽是不是已經很光榮了?其實並不然,對於生命行星來說,太陽的個頭還是稍微大了一點,因為太大的恆星大家都知道,比如天狼星輻射太強,宜居帶會更遠,而且表面活動比較劇烈,會影響行星上生命的誕生!而過小比如比鄰星也不夠穩定,那麼多大才算穩定呢?大約是太陽的60%-80%之間,比如距離太陽約12光年的天倉五,日冕層活動非常穩定,未來也不會變成紅巨星(因為幾乎沒有輻射層,內外對流通暢,不會積累氦元素,也不會形成紅巨星),因此太陽系附近真正的宜居恆星是天倉五!

天倉五的宜居帶比太陽系的宜居帶略小一些,但基本上差了並不大!


星辰大海路上的種花家


位於一個天文單位(1.5億公里)之外的太陽體積是地球的130萬倍


但作為本恆星系當之無愧霸主的太陽在宇宙中卻並不是什麼大得不行的天體,但也絕對不是什麼“小矮人”

天文學家估計整個銀河系的恆星總量在1000億到4000億顆左右,而這些恆星中有75%都是和半人馬座比鄰星一樣的紅矮星,這些質量還不到太陽三分之一的恆星擁有著上千億年的壽命,而我們的太陽雖然比它們大,卻只有100億年左右的壽命。

如果把恆星按照質量大小來劃分的話,位於最末端的是紅矮星,其次是0.5到0.8倍太陽質量的橙矮星,在然後就是太陽這種黃矮星,因此太陽的質量其實超過了宇宙中85%的恆星,放眼全宇宙也沒多少恆星質量超過太陽。

其實就恆星來說它的體積和質量是嚴重不成比例的,因為像太陽這種黃矮星萬年內部氫元素消耗殆盡後就會膨脹成紅巨星,因此我們會發現宇宙中有很多質量還不及太陽的恆星體積卻要比太陽大的多,而我們目前發現的體積最大的恆星盾牌座uy雖然能裝下45億個太陽,但其質量才只有太陽的32倍。

歸根結底恆星本身不過是由氫元素核聚變支撐的等離子態火球而已,膨脹或者收縮在恆星的一生中是再正常不過的事情,而如果晚年恆星坍縮後的核心區域質量超過了太陽2.44倍,那麼就會變成一個黑洞。


我們的太陽在50億年後會先膨脹成紅巨星,然後再發生坍縮,最後核心區域將變成一個極端緻密的白矮星


宇宙觀察記錄


在廣袤的宇宙之中,太陽只不過是銀河系之中一顆毫不起眼的黃矮星而已,如果要說太陽是什麼大個子的話,那倒是的確算不上,但是太陽也算不上是小矮人,應該是居中位置吧。


宇宙中的星球數量數不勝數,就連是銀河系中的星星我們也是數不過來的,僅僅是恆星的數量就已經達到了1000到1500億顆,而銀河系的質量達到了太陽質量的5000億到1萬億倍,所以可以知道的是,太陽的質量在銀河系中的大質量恆星面前絕對算不上大的。實際上,在一些體積很大的恆星面前,太陽只能算是小個子,不過這類恆星數量也不是太多。

晴朗的夜晚仰望星空,我們可以看見天上的很多星星,這些恆星絕大多數都是恆星,而這些恆星跟地球的距離是很遠的,最近的恆星是距離地球4.22光年的比鄰星,但是比鄰星的質量太小了,大概只有太陽質量的八分之一,表面的溫度只有2500攝氏度左右,所以在地球上是很難被肉眼看見的。其它的恆星,只要是能夠被肉眼看見的,其實質量都比太陽大。有些恆星即使距離地球幾千光年仍然能夠被肉眼看見,這些恆星一般都是藍巨星或者是紅巨星。


太陽的質量是地球質量的33萬倍,體積相當於130萬個地球,太陽每秒鐘因為核聚變消耗的氫元素足足有400萬噸,但是太陽光還是不夠強烈,大概在50光年之外的地方,太陽就不能被肉眼所見了。但是如果把銀河系中所有的恆星按照質量從大到小進行排名的話,太陽就一定排在末位嗎?還真不是這樣的,銀河系中的恆星,大海80%都是紅矮星,紅矮星質量都比太陽小,質量分佈在太陽的8%到50%,所以可以說,太陽並不是恆星中的矮個子。

紅矮星這種恆星,質量太小,表面的溫度不高,所以很難被我們看見,其實太陽系的周圍有很多的紅矮星,但是我們無法用肉眼看見它們,不過這類恆星可以存在很長的時間,壽命甚至達到上千億年。比太陽質量大很多的恆星也是為數不少,質量大的紅巨星,質量足足有太陽的32倍,而直徑則是太陽直徑的1700倍,這個恆星就是盾牌座UY,是人類發現的最大的恆星,正是因為它的體積很大,發光強度也很大,因此才能被天文望遠鏡所看見,因為它距離地球實在是太遠了。


鏡像科普


其實太陽到底是不是小矮子,真的要看你如何去比較恆星之間的大小。不過的比較方法其實得出的結論是完全不一樣的。我們可以簡單來說一說,這問題如何辯證地去看待。

排序的方式說白了也就是分類的方式,對於恆星來說,科學家有個非常有名的分類方式就是依靠“恆星光譜”來區分。

具體來說就是按照光球的溫度,以及伴隨著的光譜特性、隨後的衍生的各種性質來區分。這裡就要用到恆星光譜學,科學家可以根據光譜的吸收譜線來進行分門別類。這是因為在一定的溫度範圍內,只有特定的譜線才會被吸收。因此,科學家只要看一看光譜中的吸收譜線就能確認光球的溫度。

1910年代埃希納·赫茨普龍和亨利·諾利斯·羅素創建了大名鼎鼎的赫羅圖。這張赫羅圖可以顯示出恆星的演化過程,大部分的恆星都位於赫羅圖左上角到右下角的帶狀上,這條佈滿恆星的帶狀也被叫做主序帶,在主序帶上的恆星就被叫做主序星,太陽其實就是一顆主序星。

不過,如果一顆恆星在主序星結束後,一般會離開祝緒丹,往右上方移動,這個部分是紅巨星和紅超巨星的地盤。隨後,沒有發生超新星爆炸的恆星會移動到左下方,這裡是白矮星的地盤。我們的太陽最終的宿命就是一顆白矮星。

其實從圖中位置來看,你也很容易發現,太陽其實是個小個子,更客觀點說,應該是中等偏下的水平。

其實為了方便,科學家按恆星表面的溫度從高到底,對應著質量從大到小,分成了O、B、A、F、G、 K、M 一共七大類,每一個大類又按表面的溫度從高到低分成了0~9,總計10個小類。

而太陽是是G2,在大類中僅僅排到第五位,這也足以說明,它其實屬於中等偏下的水平。因此,太陽其實也一直被稱為黃矮星,就是這個道理。

既然是這樣,太陽就一定是個小矮子麼?我覺得未必,拋開數量談排名沒有任何意義。其實,我們都知道有個法則叫做二八法則,有的地方也叫做一九法則。有些恆星是真的超級大,這倒是沒錯,比如:盾牌座UY,就是迄今為止發現的體積最大的恆星,太陽在它面前連像素點都不如。

除此之外,距離我們724光年的參宿四。

如果把參宿四挪到太陽的位置,它的外圍可以達到木星的位置。

但是,這些龐然大物真的是主流麼?答案顯然不是這樣的。這些其實都是少數,也就是二八法則中的“二”,是絕對的少數派。宇宙中,絕大多數的恆信其實都不大,就拿現在對於銀河系的觀測。76.45%的主序星是第七大類內的,比太陽還要小得多,12.1%是第六大類的,同樣也比太陽要小。這兩者加起來就達到了88.55%,而和太陽同為第五大類內的則有7.6%。那些比太大要大的,連4%都不到。

也就是說,太陽個頭至少擊敗了90%的恆星,如果你在一個班,個頭比90%的同學都要高,你說你還算是小矮子麼?顯然不是對不對?所以,縱觀整個宇宙,其實太陽的個頭並不小,比絕大多數的恆星都要大得多。

所以,我們來總結一下,從恆星分類的角度來看,太陽確實不大,水平在中等偏下的樣子,也被叫做黃矮星。不過,如果縱觀整個宇宙,這樣去比較,太陽的個頭大概擊敗了90%左右的恆星。所以,從這個角度上看,太陽其實也不算小矮子,反倒是大個子。


鍾銘聊科學


太陽的質量大約為1.99×10∧30千克,是地球質量的33.3萬倍。它的質量佔了太陽系的99.86%,是太陽系當之無愧的老大。它的半徑為139.2萬千米,巨大的體積能夠裝下130萬個地球。



由於大家對太陽如此的熟悉,所以在衡量恆星質量時,最常用的單位就是多少個太陽質量。因此還有一個專用的符號:M☉,1.5M☉表示1.5倍太陽質量。太陽的半徑也有一個專用符號:R☉。

雖然太陽如此巨大,但在無盡的宇宙之中,比它還大的恆星還多的是。人類目前發現的體積最大的恆星是盾牌座UY。它的質量只有太陽的7~10倍。但半徑卻是太陽的1708倍。如果將盾牌座UY放到太陽系中,它差不多接近了土星的軌道。

盾牌座UY之所以這麼巨大,是因為它已到達了生命的末期,成為了一顆紅超巨星。在幾百萬年到幾千萬年後,它會因為燃料的耗盡,在劇烈的重力坍縮下,發生絢爛的超新星爆發。太陽由於質量較小,不會發生這樣的爆炸。

質量最大的恆星是R163a1,它的質量是太陽的300倍。它是一顆非常罕見的質量巨大恆星,甚至超過了恆星質量的理論極限~150個太陽質量,即愛丁頓極限。這個理論認為,由於質量越大,恆星的核聚變反應也就約劇烈。劇烈的輻射壓會阻止恆星吸積更多的物質,併產生劇烈的恆星風,吹掉恆星外層物質。

圖:依次為0.1


M☉的紅矮星、太陽、8M☉以上的藍矮星和R136a1

由於R136a1的質量是如此的巨大,它的“燃燒”效率也非常的高。因此,它的壽命可能只有短短的兩、三百萬年。在劇烈的超新星爆發後,它會成為一個黑洞。

在以前,由於探測技術的不成熟,只能看到遠方非常亮的恆星。故此,科學家以為太陽只是宇宙中的一個不起眼的“小傢伙”,隨著探測技術的不斷髮展,越來越多的恆星被發現。這時,科學家對比已發現的恆星,太陽的質量應該至少比80%的恆星要大。所以,從這個角度來說,太陽也算是一個“大傢伙”了。


講科學堂


晴朗的夜晚仰望星空,在空氣和光汙染不強的地方我們能看到很多的星體,其中絕大部分都是恆星,在我們所能目睹的這些恆星中,絕大部分質量都比太陽更大,因為比太陽質量小的恆星發出的光不夠強,表面溫度不夠高,所以我們是很難目睹到的。

比如距離我們太陽系最近的恆星比鄰星,它離我們只有4.22光年,然而視星等卻只有11.05等,根本不可能被人眼直接目睹到,這也是因為它的質量太小,只有太陽質量的1/8左右,表面溫度只有2500攝氏度左右,所以發出的光並不強。



但是有的恆星卻遠在成千上萬光年外仍然能被人眼直接目睹到,這樣的恆星通常都是藍巨星或者星體活動比較活躍的大質量變星,比如海山二,距離我們約7500光年,這顆恆星在1843年的時候曾經一度成為夜空中最亮的恆星,正是由於這個恆星實際是個雙星系統,其主星質量為太陽的120~200倍質量,擔心質量為太陽的50~80倍,兩者的星體活動都比較劇烈,表面溫度很高,所以才能被我們看到並且目睹到突然變亮的現象。


還有船底座HIP54751,它距離我們約12000光年,然而我們仍然可以目睹到它,它的視星等為4.55,它的光度為太陽的185000倍,其絕對星等達到了-8.35,就是說如果把它放到距離我們約32光年遠的地方,那麼它將象我們看到的月亮一樣亮,這顆星體的質量大約相當於太陽的30倍,目前它如此明亮,正是由於它處於其主序星的末期,星體活動也非常劇烈,所以才能在這麼遠的距離上被我們目睹。

太陽的質量相當於33萬個地球,體積相當於1300萬個地球,其內部核聚變每秒鐘就消耗400萬噸氫元素,然而太陽發出的光仍然不夠強,如果有一個像太陽一樣質量和光度的恆星處於距離我們約50光年的位置上,那麼我們將無法直接目睹它了,因為其視星等將低於6等。



可見太陽的質量在我們能目睹的恆星中基本上可以排到老末了,那麼它就是恆星中的“小矮人”嗎?卻又並非如此!如果將太陽在銀河系中的恆星進行質量對照排名,那麼太陽將可以排到很靠前的行列中呢!


銀河系中有1000~4000億顆恆星,但其中80%左右都是紅矮星(太陽質量的8%~50%),10%以上都是橙矮星(太陽質量的50%~80%),也就是說如果將銀河系中所有的恆星從大到小分成100份,那麼第10~20份屬於橙矮星,之後的80份都會是紅矮星,太陽將位於前10份之內,但是其位置應該在第7到第10份之中,所以太陽並非是最小的恆星,也不屬於小級別恆星,而應該算是恆星中的大個子了,畢竟質量屬於特大級別的恆星的數量是很少的。

紅矮星和橙矮星這兩個類型的恆星都比太陽的質量更小,但是正是由於質量太小,表面溫度不高,所以發出的光不夠強,我們在地球上無法直接目睹它們,其實在我們的太陽系周圍就有很多的紅矮星,比鄰星之外還有巴納德星,距離我們只有6光年,沃爾夫359星距離我們7.8光年,它們距離我們很近,但是我們不用天文望遠鏡是看不到它們的。



人類的方向


是的,我們的太陽在宇宙中確實不算大,從尺寸(質量)上來講是矮星,所以天文學上把太陽質量的恆星叫做黃矮星。



通常來說,主序星分成OBAFGKM七個顏色大類,越是前面的質量越大,溫度越高,顏色越藍越白,越後面質量越小溫度越低顏色越紅。我們的太陽是黃色G型,很靠後了,所以是這七個恆星大類中比較小的類別,叫矮星一點也不冤。



但是,宇宙中的恆星跟大海中的海洋生物一樣,越大個兒數量越少,越小數量越多。太陽雖然質量不大光度不高,但是比太陽更小更暗的恆星紅矮星要多得多,它們佔了銀河系中恆星的絕大多數。所以,太陽比銀河系90%的恆星都大。



除了正常的主序星,恆星們老了之後還有一招:膨脹,體積會膨脹幾十萬倍,叫做巨星,比主序星大的多。這些巨星維持不了多久,氣早晚會洩掉,恆星就真的死了,屍骸或者是黑洞中子星,或者是白矮星。


江蘇高考諮詢導師


從銀河系來看,太陽質量中等偏上。比太陽質量小的佔到銀河系恆星量的85%以上。

從宇宙來看,太陽一生的壽命,包括紅巨星等,約為一萬億年以上。這在宇宙中也算是長者。

在宇宙中恆星質量與壽命存在反比關係。有許多比太陽質量太數百倍的恆星,其壽命一般都不太長,最短的才數千萬年。它們容易塌縮成為一個黑洞。


手機用戶54578927414


我們的太陽🌞現在是一顆黃矮星,直徑大約為1392000千米。依據恆星的體積與質量劃分為:小型、中型、大型、超大型。我們的太陽🌞屬於中型恆星😊。


分享到:


相關文章: