【宇宙科普】宇宙中最大天體有多可怕?能大到什麼程度?裝下1.3億億個地球

天空之城 2020/11/26 檢舉 我要評論

毫無疑問,要想知道宇宙中最大的天體,不管是質量最大還是體積最大,都必須從恒星家族中找,因為組成恒星的物質是宇宙中最為豐富的氫、氦元素;

而任何超過一定質量的天體都會在中心發生聚變,變成一顆恒星,所以宇宙中不可能存在一個超大質量天體,卻不是恒星的情況。

除非這個天體完全是一個鐵疙瘩,但宇宙中在一個很小的區域內根本沒有這麼多的重元素來形成一個超級鐵疙瘩,所以恒星依舊是宇宙中質量最大的一類天體。

很明顯的一個例子就是太陽系,整個太陽系99.8%的質量都集中在了太陽一個人的身上,圍繞太陽運行的八大行星、矮行星、衛星、以及一些小行星在太陽面前都像一顆米粒一樣。

在太陽系的行星中,最大質量的是木星,相當於317個地球,在木星這個口袋裡能夠裝下1321個地球,把11個地球並排放在一起才能和木星的直徑一樣,這就是一個岩石行星和一個氣態行星的差距,顯而易見。

不過在宇宙中還有比木星更大的氣態行星,因為木星的質量也就是太陽的1/1000,距離8%的太陽質量還有一段的距離,因此在這個空間內還會存在很多比木星大的氣態行星。

當一顆氣態行星是木星質量的1.3到9倍時,那麼這顆氣態行星就會在自身的引力下通過「開爾文-亥姆霍茲機制」發出發光發熱,但是強度非常低,這類天體被稱為褐矮星。

那麼在褐矮星之後,質量繼續增大,達到8%的太陽質量,這樣的天體變成主序星了,因為這個質量往上的天體中心會形成巨大的高溫、高壓;

導致中心的氫發生反應,並且釋放出核能,主序星有這樣一個特點,其質量越大、核心的反應速度就越快,越猛烈,發光強度越高、溫度越高、壽命越短。

當核心的氫消耗完以後,恒星的主序星階段就結束了,就開始燃燒核心中的氦,恒星就會進入紅巨星階段。

由於膨脹導致恒星外層密度降低,因此恒星變為紅巨星的時候,體積會增大幾十、幾百倍,最後就會以不同的方式迎接死亡。

在主序星中質量最小的恒星是紅矮星,它的質量為太陽的8%到40%,這樣的恒星燃燒非常緩慢,可以將自身誕生時包含的所有氫元素充分燃燒變為氦。

由於它質量很小,不能繼續燃燒氦形成比氦更重的元素,因此這樣的恒星消失時啥也不會發生,就像爐火熄滅了一樣。

沒有紅巨星階段,而是會直接變為一顆由氦組成的白矮星。

不過紅巨星壽命能夠達到數萬億年,且它們的數量能夠占到宇宙中恒星數量的3/4。

在主序星中比紅矮星質量再大一點的恒星,其實就是類似於太陽的恒星;

類太陽恒星燃燒完核心的氫元素以後,開始燃燒氦就會進入紅巨星的階段,最後會在行星狀星雲中逝去,在其核心會留下一顆主要由碳、氧組成的白矮星。

就像是我們夜空中最亮的天狼星a,它2倍於太陽的質量,半徑是太陽的1.7倍,發光強度是太陽的25倍。

雖然質量只比太陽大了2倍,但是它的壽命卻只有25億年。這樣的恒星逝去後的結局跟太陽是一樣的。

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