宇宙中已知最亮的恒星有多亮?把它放在比鄰星那里,地球沒有黑夜

晴朗的夜晚,繁星點點。天上這些眨眼的小星星絕大多數都是恒星。恒星是由發光等離子體構成的巨型天體。

恒星

既然恒星是巨型天體,它們的質量和體積都是吸引我們關注的地方。例如,太陽的質量是地球的33萬倍,體積是地球的130萬倍。太陽和地球相比是很大的,但是太陽在恒星家族中平淡無奇。無論是從質量還是體積上,宇宙中不少恒星都碾壓太陽。

目前已知的質量最大的恒星叫作BAT99-98。它的質量是太陽的226倍。目前已知體積最大的恒星叫作史蒂文森2-18,其半徑是太陽的2158倍,體積是太陽的100億倍。

宇宙中的恒星

其實,除了質量和體積之外,亮度也是恒星的一個重要特征。目前宇宙中已知的最明亮的恒星是哪一顆呢?它有多亮呢?目前宇宙中已知最明亮的恒星叫作R136a1。

R136a1位于大麥哲倫星系的蜘蛛星云之中,距離地球大約16.5萬光年。R136a1的質量是太陽的215倍,僅次于BAT99-98,是宇宙中已知的質量第二大的恒星。它的半徑是太陽的35.4倍,即大約2500萬公里,體積大約是太陽的44000倍,表面溫度大約為50000℃。

但是這些對于R136a1來說都是「浮云」,真正讓它驚艷宇宙的是它的亮度。它的亮度是太陽的616萬倍!

R136a1

雖然R136a1是宇宙中已知的最亮的恒星,但是它離我們實在是太遠了。我們僅憑肉眼是看不到它的。那麼,太陽亮度的616萬倍是什麼概念呢?我們可以把它從遙遠的大麥哲倫星系拉到太陽系附近,看它是如何一步步出現在夜空中的,就知道它有多亮了。

在此之前,我們先來了解兩個概念:視星等和絕對星等。視星等和絕對星等我們在前面的文章中也多次提到過。已經了解的朋友可以直接跳過。

天文學家為了衡量我們用肉眼觀測到的星體亮度,制定了星體的視星等。天文學家把肉眼剛好看到的星星定義為6等星,比6等星亮一些的是5等星。這樣以此類推,亮星為1等星。同時,天文學家發現,1等星要比6等星亮100倍,也就是說每個星等之間的亮度相差大約2.512倍。

天狼星

例如,太陽的視星等為-26.74,天狼星的視星等為-1.47。太陽和天狼星視星等之間相差了25.27。那麼太陽的亮度是天狼星的2.512^25.27≈128億倍。

太陽看上去這麼亮,無非是占了靠近地球的「便宜」。其實天狼星的真實亮度要比太陽亮23倍。

為了能夠反映出恒星的真實亮度,天文學家引入了絕對星等這一概念。絕對星等指的是把恒星都放在距離地球10秒差距(約32.6光年)的地方測得的視星等亮度。這樣就好比讓恒星位于同一條起跑線上一樣。這樣誰的發光本領強,誰的發光本領弱就能比較出來了。

絕對星等

別看太陽看上去這麼亮,它的絕對星等只有4.74。也就是說,把太陽放在距離地球32.6光年遠的地方,它的視星等僅有4.74。這就屬于非常暗淡的星星了。絕對星等和視星等是可以通過下面這個公式進行相互轉換的。

視星等和絕對星等的轉換

了解了視星等和絕對星等,我們回過頭來看看把R136a1拖到太陽系附近的亮度變化吧!

第一步,R136a1距離地球多近就是肉眼可見的呢?R136a1的亮度是太陽的616萬倍。通過這個數值,我們可以得出R136a1的絕對星等為-12.23。肉眼可見的最暗淡的星體視星等為6等。此時,R136a1到地球的距離大約為14.2萬光年。以地球在銀河系中的位置計算,它此時還在銀河系之外。在這個距離上的R136a1將是我們肉眼可見的最遙遠的恒星。

R136a1所在的大麥哲倫星系

第二步,R136a1來到距離地球大約2.3萬光年的銀河系邊緣。此時的R136a1變成了一顆2等星。它看上去和北極星差不多明亮。當R136a1距離地球約9100光年,它到地球的距離和盾牌座UY差不多。盾牌座UY視星等亮度只有8.3,是肉眼不可見的。但R136a1在距離地球9100光年時,視星等已經變成了0等,亮度和天上的織女星差不多。

R136a1所在的蜘蛛星云

之后隨著R136a1越來越靠近地球,它的亮度會越來越亮。當它距離地球大約4600光年時,它已經變得和天狼星(視星等-1.47)一樣亮了。當距離地球1250光年時,它會和木星一樣亮。當距離地球945光年時,它會和金星最亮的時刻一樣亮。在它距離地球22.8光年時,它就會和滿月一樣明亮。

如果R136a1來到距離地球8.6光年的天狼星那里,它視星等變成了-15,是滿月亮度的6.3倍。如果它來到距離太陽4.22光年的比鄰星那里時,視星等亮度將會變成-16.7。此時它的亮度是滿月的30倍,太陽亮度的一萬分之一。如果是這樣的話,地球上就沒有夜晚了。

R136a1

可以想象一下,在距離地球40萬億公里比鄰星那里,R136a1的亮度就能夠達到太陽的一萬分之一。它是有多麼的明亮啊!

那麼R136a1距離地球多遠時,它就會和太陽一樣亮呢?答案是0.04光年,即大約3784億公里。這時R136a1已經位于太陽系中了。此時地球的天上可就有兩個太陽了。只不過這個「太陽」大小和星星一樣。

R136a1會坍縮為黑洞

R136a1這樣的大質量恒星在宇宙中是相當恐怖的存在。它的質量損失得相當快,在生命的末期,它甚至都懶得發生超新星爆炸,直接坍縮成一個黑洞。它的周圍是生命的禁區。

幸好,把它放在比鄰星那里,這只是我們的假想。


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