太陽(yáng)能裝下130萬(wàn)個(gè)地球,但放眼整個(gè)宇宙,比太陽(yáng)更大的恒星還是有的很多的。
距離地球640光年,隨時(shí)可能超新星爆發(fā)的參宿四,體積是太陽(yáng)的7億倍,而盾牌座的史蒂文森2-18體積是太陽(yáng)的100億倍,如果把它和太陽(yáng)互換位置,木星軌道以內(nèi)的所有天體都將被這顆恒星吞噬。
那么在恒星體積能達(dá)到太陽(yáng)100億倍的情況下,宇宙中存在質(zhì)量也相當(dāng)于太陽(yáng)的100億倍的恒星嗎?
答案是完全不可能
因?yàn)楹阈潜举|(zhì)上是大量氫元素聚合而成的等離子體,是靠核心區(qū)域的氫元素核聚變來(lái)釋放光和熱的,因此恒星的質(zhì)量越大,內(nèi)部的溫度和壓力就越大,氫元素的消耗速度就越快,因此質(zhì)量越大的恒星壽命越短,這是天文學(xué)界公認(rèn)的事實(shí)。
在這種情況下,太陽(yáng)這種中等質(zhì)量的黃矮星壽命在100億年左右,而上面提到的參宿四和史蒂文森2-18都屬于紅超巨星,所以壽命只有幾百萬(wàn)年,與之形成鮮明對(duì)比的是4光年外的紅矮星比鄰星,由于它是恒星中質(zhì)量最小的那一類,所以內(nèi)部核聚變反應(yīng)較為溫和,壽命往往能達(dá)到數(shù)千億年,甚至比宇宙的年齡還長(zhǎng)。
在明確了質(zhì)量越大的恒星壽命越短后,我們不難發(fā)現(xiàn),如果真的有一顆質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)100億倍的恒星存在,那么它會(huì)在瞬間消耗完所有的氫元素,然后在自身的引力影響下坍塌成一顆黑洞,事實(shí)上這一切甚至根本來(lái)不及發(fā)生。
因?yàn)楹阈潜旧淼妮椛鋲汉鸵ζ胶獾漠a(chǎn)物,質(zhì)量太大的恒星引力太強(qiáng),輻射壓不是引力的對(duì)手,因此大質(zhì)量的恒星只最后往往會(huì)無(wú)限坍塌,最終變成一顆黑洞,而質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)數(shù)億倍的恒星,同樣也會(huì)瞬間坍塌成黑洞。
很多人其實(shí)對(duì)太陽(yáng)質(zhì)量沒(méi)啥概念,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō):銀河系中心的超級(jí)黑洞的質(zhì)量也才只有太陽(yáng)的550萬(wàn)倍,M87星系中心黑洞的質(zhì)量只有太陽(yáng)的5500萬(wàn)倍,而10億倍太陽(yáng)質(zhì)量所形成的黑洞,在本星系團(tuán)內(nèi)都算超級(jí)黑洞了,因此從自然產(chǎn)生的角度來(lái)看,比太陽(yáng)質(zhì)量大的多的恒星是不可能存在的。
現(xiàn)在看著比太陽(yáng)體積大幾億倍的恒星,質(zhì)量最多只有太陽(yáng)的幾十倍,它們的體積不過(guò)是犧牲密度換來(lái)的而已,等到50億年后太陽(yáng)內(nèi)部氫元素消耗殆盡了,太陽(yáng)內(nèi)部的輻射壓也會(huì)超過(guò)引力慢慢讓太陽(yáng)膨脹成一顆紅巨星,到時(shí)候太陽(yáng)的體積也就變大了。
事實(shí)上根據(jù)天文學(xué)家的普查,在宇宙中比鄰星那樣的紅矮星才是恒星主流,太陽(yáng)這種黃矮星的質(zhì)量其實(shí)已經(jīng)超過(guò)銀河系內(nèi)80%的恒星了,至于我們之前提到的史蒂文森2-18,質(zhì)量才只有太陽(yáng)的十幾倍而已。
總體來(lái)說(shuō)
太陽(yáng)在宇宙中雖然算不上龐然大物,但也絕對(duì)不小,更重要的是我們的宇宙是由一條條物理規(guī)律所約束的,恒星也好行星也罷,質(zhì)量和體積都不可能無(wú)限增加,所以下次如果看到某顆恒星的質(zhì)量是太陽(yáng)的數(shù)億倍的話,不要懷疑,肯定是假的。