最大恒星:密度不到水的億分之一,為何還能進行核聚變?

天空之城 2020/10/07 檢舉 我要評論

宇宙的主角無疑是恒星,夜空中我們能看到的,除了月亮和幾顆太陽系的行星,其它的就都是恒星了。

恒星通常佔據了一個恒星系的絕大部分質量,所以恒星往往重得驚人。

最小的恒星是中子星,半徑只有10到20公里,質量卻達到了太陽的1.35到2.1倍,可謂密度驚人,1立方釐米就有10億噸。

而最大的恒星是離我們9500光年的盾牌座UY,它的直徑是太陽的1708倍,即2,375,828,000公里,內部可以裝下50億個太陽,或者6500萬億個地球,亮度是太陽的34萬倍。

如果把盾牌座UY和太陽交換位置,我們的地球就直接到它肚子裡涼快去了。

甚至火星、木星也將被它吞沒,只有土星勉強可以逃脫。

如此巨大的恒星,即使是光,繞它的赤道跑一圈也需要近7個小時,而繞我們的太陽卻僅需14.5秒。

盾牌座UY的巨大實在「罄竹難書」,你的下巴可能已經掉在地上彈了幾下了。而下面一個事實恐怕會讓你的眼睛也掉到地上去,當當當不知彈到哪裡去。

如此巨大的盾牌座UY,其質量卻只有太陽的32倍,這意味著它的密度極低,低到什麼程度了呢?簡單計算一下,你就知道它的密度只有9×10^-9克/立方釐米,也就是不到水密度的1億分之一。

這個密度有多小呢?它已經可以和保溫瓶內膽的真空度相當了,甚至比電燈泡的真空度還高。

我們的太陽是多少呢?1.4克/立方釐米。

盾牌座UY的質量主要集中在核心,這意味著它週邊的密度會更小,如果它在我們太陽的位置,是不是意味著地球、火星、木星雖然在它的肚子裡,仍然有可能倖存下來呢?

這就帶來一個有趣的問題,宇宙中那些巨大恒星的內部,會不會仍然有行星存在呢?

這個腦洞可能大得太過分了。

盾牌座UY的壽命只有1000萬年到5000萬年,亮度是太陽的34萬倍,這意味著它溫度極高,一刻不停地向周圍輻射著巨大的能量,沒有任何星球能在它內部的高溫中倖存下來。

即使高溫不會影響這些行星,即使密度比水還低1億倍,其內部還是有大量的粒子存在,這些行星出現在那裡,很快就會因為摩擦力減速,燃燒著墜入恒星的更深處。

一些人可能會提出另一個問題,盾牌座UY密度如此之低,它怎麼會發生聚變反應釋放能量的呢?

事實上恒星的聚變反應都在核心進行,這裡的物質被壓縮到高溫高壓高密度狀態,所以才會點燃氫聚變;而盾牌座UY的核心,實際已經點燃氦聚變了,氫則在氦芯周圍的殼層中繼續融合。

這樣的情況註定無法維持很久,很快盾牌座UY就將走完它短暫的一生,在超新星的巨大爆炸中坍縮成一顆黑洞,爆發時的亮度將超過整個銀河系的亮度,伽馬射線暴會把周圍恒星系的生命消滅——如果有的話。幸好我們離它還比較遠!

不光體積巨大的恒星密度極低,品質巨大的黑洞也是如此。一個超過太陽37.7億倍質量的黑洞,其視界內的密度就已經比空氣還小了,這可能已徹底顛覆了你黑洞密度無限大的概念了吧?事實上這個無限大是指它的奇點,而我們平時說的黑洞大小,是指它的視界,體積和直徑是呈立方關係的,質量越大密度越小也就沒什麼好奇怪的了。

甚至有一個觀點說,我們的宇宙就是一個黑洞,因為按可觀測宇宙直徑930億光年來算,其密度剛好和同樣大小的黑洞密度相當,這就不得不引人遐想了,難道我們的宇宙本來就是一個黑洞?

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