盾牌座UY表面引力多大?

Hehui719


盾牌座在哪?

盾牌座(Scutum)位于人马座、巨蛇座和天鹰座之间的银河中,是88星座中的一个小星座,其天区面积排名为倒数第五,只占109平方度,包含中国星官:天弁。

盾牌座的主星是盾牌座α,视星等3.85。每年7月1日子夜,盾牌座的中心经过上中天,在北纬74度以南的广大地区可看到完整的盾牌座。它是波兰天文学家赫维留斯定名的星座。

命名由来:公元1683元,波兰国王简·索贝斯基在维也纳打败了土耳其军队,在整个欧洲产生了巨大的影响,于是赫维留斯以盾牌命名了这个星座,以纪念国王守卫国家的功勋。

盾牌座UY是人类至今观察到的最大恒星,它为什么这么大?

盾牌座UY之所以这个大,是因为它是一颗膨胀了的超红巨星(red supergiant)。

一般宇宙中质量超过太阳一半大的恒星,都会在核心氢聚变完后,由主序星(就是核心氢聚变稳定进行,恒星99%的生命阶段都处于这一时期)变为红巨星(内核氢聚变完了,开始聚变外层氢,所以急速膨胀)。

质量小于8倍太阳质量的恒星在经过红巨星阶段后,外层物质被大量抛洒,最后会留下一个质量小于1.44倍太阳质量的碳氧型白矮星,我们的太阳50亿年后就是这种命运。

而质量超过15倍太阳质量的恒星,由于质量巨大其核心处的温度更高及密度更大,能点燃的氢外层更厚,所以外部会膨胀的比普通的红巨星还大,就形成了超红巨星。

盾牌座UY就属于这种情况,而当它的内核全部聚变成铁元素后,它的漫长的星空生命也就结束了。盾牌座UY将会以宇宙中最华丽的方式:超新星爆发,来终结自己的一生。



来简单计算一下盾牌座UY的引力系数g

以下盾牌座UY的具体数据来源网络,如有出入请见谅,主要看看计算过程。

到底有多大?以上的百度百科上给出的数据。而要算出盾牌座UY的引力系数,只需要知道它的质量和半径就行了。

根据牛顿的万有引力公式F=GMm/r^2;牛顿第二定律F=ma;a=g(加速度等于引力系数)得出:g=GM/R^2。

引力常量G,取目前国际公认的卡文迪许测定的数值:6.754×10^-11N·m²/kg²。

盾牌座UY大概取现在一般认为的10倍太阳质量M=10×2×10^30=2×10^31kg。

2012年,天文学家利用欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)对盾牌座UY的尺寸进行了测量,结果发现,这颗红特超巨星的半径为大犬座VY的1.2倍,相当于太阳的1708倍。

所以盾牌座UY的半径R=1708×7×10^8=11.956×10^11≈12×10^11m。

带入公式计算盾牌座UY引力系数g=9.4×10^-4N/kg。

而地球引力系数g=9.8N/kg,所以盾牌座UY的引力相当于是地球的万分之一。

总结一下

宇宙中的红巨星由于膨胀都比较虚胖,因为体积很大,所有表面引力都不会很大。盾牌座UY已经走过了生命的99%,科学家预计它将在几千万年内,就会因超新星爆发而成为一个黑洞。


想法捕手


盾牌座 UY(UY Scuti)是已知恒星中体积最大的,大到什么程度呢?我们可以拿太阳来做比较,盾牌座 UY 的半径是太阳的1700倍以上。大家可能对这个1700倍没什么感觉,这里举个例子来帮助理解。如果太阳的半径增大1700倍,那么太阳将膨胀到超过木星的轨道!下图为盾牌座 UY 与太阳系的大致比例,大家可以感受一下。

盾牌座 UY 的体积可以装下45亿个太阳,就算是以光的速度,围绕盾牌座 UY 跑一圈都要6到7个小时,由此可见这颗恒星是多么巨大。按常理来讲,一个体积如此巨大的恒星,它的引力肯定也是非常的恐怖了,然而事实上却并不是这样。

对于一个星球的表面引力,我们通常都用重力加速度来描述,即一个物体在受到该星球的重力作用下,所具有的加速度。根据计算,盾牌座 UY的重力加速度约为9.5 x 10^-4米/平方秒,要知道太阳的重力加速度为275米/平方秒,也就是说太阳的重力加速度比盾牌座 UY 高出了好几个数量级。

和太阳相比,盾牌座 UY的重力加速度弱得离谱,甚至连地球都远远的超过它。如果我们能够站在这个星球的表面,我们几乎都感觉不到它引力的存在。

为什么是这样呢?我们先来看看是什么决定了重力加速度的大小,重力加速度(g)的计算公式为 g =(G x M) / r^2,其中G代表引力常量,M 代表星球的质量,r 则代表星球的半径。

再来看盾牌座 UY 的数据,它的半径是太阳的1700倍,而根据最新的数据,它的质量仅为太阳的10倍!将这些数据对比以上公式,就可以简单的看出为什么它的重力加速度这么弱了。拥有无比巨大的体积,但没有与之匹配的质量,它就是宇宙中的一个超级虚胖子。

这种状态的恒星被称之为“红超巨星”,是大型恒星演化到生命的最后阶段的状态。由于内部的氢元素消耗殆尽,恒星的体积会在重力作用下收缩,使得恒星内核温度和压力大大提高,从而点燃氦的核聚变。核心的氦核聚变产生的高温,又会使外层的氢元素产生核聚变,如此层层推进,恒星外壳受热后迅速膨胀,最终转变成了一个巨大的虚胖子。

理论上来讲,一个质量超过太阳8倍的红巨星,将在宇宙中以超新星爆发的壮烈方式走向死亡,根据科学家预测,盾牌座 UY 也不例外,在未来的几千万的时间内,它也会变成宇宙中美丽的焰火。好消息是,盾牌座 UY 离我们地球很远,当它爆炸时不会对地球产生任何影响。


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魅力科学君


是大寿命极短,太阳质量是现在的一半那寿命可达千亿年之久,如果质量刚达到恒星临界质量则寿命会达百万亿年,地球寿命由太阳决定了


淦承


实际上就是一团胶着状态的气体。


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