最大恒星直徑30億公里,僅0.3‰光年!有直徑超過1光年的天體嗎?

宇宙中最大恒星的直徑為30億公里,體積相當于太陽的100億倍左右,是真正的「龐然大物」。可是當我們將其單位換成光年后,就能發現它只有 0.3‰光年。

那麼,這顆已知的最大恒星究竟是誰?宇宙中有直徑超過1光年的天體嗎?

宇宙中的天體有很多

最大恒星究竟是誰?

一直以來,人類雖然飛不了多遠,但是卻能望得很遠。

在巡天的過程當中科學家除了尋找外星信號和宜居星球以外,還特別關注了宇宙中一些大質量恒星的情況,畢竟恒星并非是永恒存在的,觀察其他恒星的變化有利于我們預測未來的情況。

目前人類已知的最大恒星是 史蒂文森2-18(Stephenson2-18),這顆恒星是于上世紀九十年代由一位美國天文學家發現的。

已知的最大恒星史蒂文森2-18

當時,這名天文學家先是發現了一個 疏散星團,然后在這個星團當中發現了這顆紅超巨星。

通過估算, 史蒂文森2-18的直徑為3005015000千米,一般記為30億公里。這個數字看起來似乎沒多大,但若是將這家伙直接塞進太陽系,來替代太陽的話,那麼地球就早就成為它的「腹中之物」了。

因為, Stephenson2-18的軌道可以輕松地延伸到土星軌道附近

史蒂文森2-18與太陽的體積對比

當然,身為紅超巨星,史蒂文森不僅非常的膨脹,亮度也十分耀眼,大約為 43700太陽光度,光譜型為M6

科學家在得出這一推測數值之后十分驚訝,因為史蒂文森2-18向人們證實了,從前我們建立的紅超巨星模型還是「想象力不足」。在現實的宇宙當中,存在著比模型更大更亮的恒星。

科學家建立的紅超巨星模型

不過需要注意的是,史蒂文森2-18雖然從各方面,看起來都很拔尖,尤其在體型上更是一騎絕塵,將盾牌座UY、天鵝座NML等恒星甩在了屁股后面,可是當我們將其直徑定義的單位換成光年之后,就會發現這家伙似乎又變小了,因為其 直徑只有0.3‰光年

光年作為長度單位,是光以約30萬公里每秒的速度行走一年之后的距離。因此,若是以公里來換算,就能得出一光年等于9460730472580公里的結果,大約是 10萬億公里

1光年的長度其實非常驚人

與10萬億公里相比,史蒂文森30億公里的直徑確實算不上什麼。而通過這種對比,大家可能也意識到了,1光年的距離到底有多恐怖。

那麼, 在宇宙之中是否有直徑達到1光年的天體呢?

宇宙中存在直徑超過1光年的天體嗎?

首先我們需要明確「天體」的定義到底是什麼。

天體指的是 在可觀測宇宙當中所有自然形成的物質實體,簡單來說就是宇宙中的所有個體。而這種廣義上的定義,就使得天體當中包含的東西非常多,比如 恒星、星系、矮行星、彗星、星系中的星團、星云和星際物質等等都屬于天體。

天體不止包括恒星與行星

甚至說,人們通過射電探測發現的 射電源、紅外源等,也算是天體當中的一種。

如果我們要來具體細分的話, 天體還可以分為太陽系天體和太陽系外天體兩種。其中太陽系外的天體又可以分為 簡單主體、符合物件、擴散物件,像咱們在上文中提到的宇宙最大恒星史蒂文森2-18,它就屬于簡單主體。

天體的細分類型示意圖

其次 若說以簡單主體為主要搜尋對象,那麼在宇宙當中是不存在直徑超過1光年的天體的。因為恒星的發育會受到諸多因素的限制,第一就是恒星在步入紅巨星階段時,就說明生命進入倒計時了。

盡管此時的它還有較長的時間得以進一步膨脹變大,但是終究會迎來自己的死亡時刻。等到時機成熟,就會發生 超新星爆發,膨脹的紅巨星會像泄了氣的氣球一樣,最終變成密度極高的 中子星或者黑洞

壯觀的超新星爆發現象

第二點就是恒星的質量有一個既定的界限,人們將其稱之為 愛丁頓極限,它是英國天體物理學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓發現的,由引力和輻射壓力的平衡計算而來。

這一理論認為,當恒星的質量超過了愛丁頓極限,它就不會再繼續吸收物質。

不過在后來的探測當中,科學家發現有不少恒星超過了愛丁頓極限。但是我們卻不能因此就將其判定為錯誤理論,因為以人類目前的觀測手段來看,其實并不夠清晰準確。

愛丁頓極限指出恒星的質量有上限

以曾經穩坐宇宙最大恒星的 盾牌座UY為例,不少科學家都覺得這家伙的真實體型沒有那麼大,只不過是「虛胖」罷了。換句話說,人類在估測其直徑的時候,將它身邊那層厚厚的氣體云也算了進去。

由此可見,宇宙中的簡單主體是無法達到一光年直徑的, 哪怕是人類現在發現的最大黑洞SDSS J073739.96+384413.2,其質量達到了太陽的一千多億倍,直徑也未達到一光年

因為根據史瓦西半徑的公式進行測算,就會發現該黑洞的直徑大約為1.1萬億公里,對比一光年約為10萬億公里的約數來說,依舊差得很遠。

黑洞的結構示意圖,直徑在視界之內

難道,這就說明了在宇宙中根本不存在直徑超過1光年的天體嗎?

如果我們將格局打開,再結合天體的廣義定義,就會發現宇宙中的龐然大物其實非常多。比如天體的復合物件當中包括 星系、星團、星系團等,擴展物件中還包括各種 星云

這些家伙的直徑就一個比一個大了,以銀河系為例,它的直徑在 10到16萬光年左右。此外,像此前哈勃望遠鏡、韋伯望遠鏡接連拍到的星云,它們的直徑也基本都超過了1光年。

當然,不少人心里還是覺得「天體」應該是獨立的個體,像星云、星系這種既復雜,凝聚力又比較弱的天體,不能算在其中。

韋伯望遠鏡拍攝到的船底座大星云

那麼,若是單以簡單個體來對宇宙天體進行排名,類似于史蒂文森2-18的紅超巨星還有哪些?它們都位于哪里呢?

宇宙中還有哪些巨大的恒星?

首先就是與史蒂文森2-18擂台戰爭霸失敗的盾牌座UY,它也位于盾牌座當中。

同樣作為紅超巨星,它的亮度也很驚人, 大約是太陽的340000倍,質量是地球的1000萬倍

不過,這是進一步研究觀測的結果,在這之前,人們給它估算的「三圍數值」是明顯大于如今這個數值的。

史蒂文森2-18和盾牌座UY的對比

其次就是 天鵝座NML,它位于天鵝座, 半徑是太陽的1650倍左右,和地球之間相隔了5500光年。在它的身邊,也有著大量的星際氣體云,這可能阻礙了人們對其真實大小的精準測量。

最后還有 仙王座RW、人馬座VX、天鵝座KY等等,這些宇宙中的龐然大物與地球之間的距離都相對較遠。

恒星巨無霸們的大小對比示意圖

不過離得近也不是好事,畢竟在宇宙當中體積和質量越大,代表著引力越大,這樣的話,相對安全的太陽系可能會受到引力拉扯的影響。


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