恒星是宇宙中很常見(jiàn)的一種天體,不管我們往宇宙中的哪個(gè)方向看,都會(huì)看到大量的恒星,我們的太陽(yáng)也是一顆恒星,只是因?yàn)樗嚯x我們很近(相對(duì)于其他恒星而言),所以我們才覺(jué)得太陽(yáng)非常大,實(shí)際上,宇宙中比太陽(yáng)更大的恒星多得是,在有些特別龐大的恒星面前,太陽(yáng)可以說(shuō)是渺小得猶如一粒沙子。 上圖中心位置的這顆恒星被命名為“史蒂文森2-18”(Stephenson 2-18),在人類目前已知的所有恒星中,它是體積最大的一顆,這顆恒星位于“盾牌座”的一個(gè)被稱為“史蒂芬森2”(Stephenson 2)的疏散星團(tuán)之中。 觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,“史蒂文森2-18”與我們的距離大約為2萬(wàn)光年,是一顆“紅特超巨星”,其體積大約是太陽(yáng)的100億倍,太陽(yáng)與這顆恒星相比,大概就是下圖這種效果。 當(dāng)然了,雖然太陽(yáng)在宇宙中的眾多恒星中算不上是“大個(gè)子”,但宇宙中也有很多比太陽(yáng)更小的恒星,那么已知最小的恒星是哪一顆呢? 根據(jù)已知的觀測(cè)數(shù)據(jù),最小的恒星是一顆名為“EBLM J0555-57Ab”的恒星,這顆恒星屬于一個(gè)名為“EBLM J0555-57 ”的三合星系統(tǒng),在天空中位于“繪架座”,距離我們大約600光年,是一顆非常黯淡的紅矮星,其體積只有木星的84%左右。 (圖為太陽(yáng)、“EBLM J0555-57Ab”和木星的大致比例) 看到這里,相信大家一定會(huì)比較好奇,木星明明比有些恒星還要大,為什么它不是恒星呢?答案就是:木星的質(zhì)量達(dá)不到成為恒星的標(biāo)準(zhǔn)。 一個(gè)天體的體積與質(zhì)量并不是正比例關(guān)系,天體的質(zhì)量越大,其自身的重力就越大,在重力的作用下,天體就會(huì)具備向內(nèi)坍縮的趨勢(shì),隨著質(zhì)量的增加,天體自身的重力也越來(lái)越大,天體就被重力“壓縮”越來(lái)越致密,其體積也會(huì)相應(yīng)地收縮。 另一方面來(lái)講,天體的體積收縮了,其核心的溫度和壓強(qiáng)就會(huì)升高,當(dāng)其質(zhì)量達(dá)到一定程度的時(shí)候,其核心就具備了點(diǎn)燃?xì)涞暮司圩兊臈l件。 (圖為宇宙元素豐度表) 氫元素是宇宙中豐度最高的元素,如果按質(zhì)量來(lái)計(jì)算,氫元素就占據(jù)了宇宙中普通物質(zhì)的73.9%(不包含暗物質(zhì)和暗能量),因此當(dāng)一個(gè)天體通過(guò)不斷吸積周圍的物質(zhì),并使其質(zhì)量最終達(dá)到可以令其核心具備點(diǎn)燃?xì)涞暮司圩兊臈l件時(shí),它的核心就總是會(huì)包含大量的氫,在這種情況下,天體核心就會(huì)啟動(dòng)氫的核聚變,從此成為一顆閃亮的恒星。 根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算,只有質(zhì)量大于等于太陽(yáng)質(zhì)量的8%的天體,其核心的溫度和壓強(qiáng)才可以達(dá)到點(diǎn)燃?xì)涞暮司圩兊臈l件,而前面我們提到的“EBLM J0555-57Ab”,其質(zhì)量大約為太陽(yáng)質(zhì)量的8.1%,可以說(shuō)是剛好超過(guò)這個(gè)臨界值,正因?yàn)槿绱耍艜?huì)是已知最小的恒星。 相對(duì)而言,雖然木星的體積比有些恒星還要大,但它的質(zhì)量卻只有太陽(yáng)質(zhì)量的大約千分之一,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于成為恒星的標(biāo)準(zhǔn),所以它不是恒星也就不足為奇了。 至于為什么木星的體積比有些恒星還要大,其實(shí)只不過(guò)是一個(gè)平均密度問(wèn)題,已知“EBLM J0555-57Ab”的質(zhì)量大約是木星的81倍,但體積卻只有木星的大約84%,簡(jiǎn)單計(jì)算一下就可以得出,“EBLM J0555-57Ab”的平均密度大概就是木星的96倍。 要知道木星的平均密度為1.326克/立方厘米,太陽(yáng)的平均密度也只有1.408克/立方厘米,也就是說(shuō),“EBLM J0555-57Ab”的平均密度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了太陽(yáng),為什么會(huì)這樣呢? 正如前文所言,天體會(huì)因?yàn)槠渥陨淼闹亓Χ邆湎騼?nèi)坍縮的趨勢(shì)。對(duì)于質(zhì)量較小的天體來(lái)講,其自身物質(zhì)之間的電磁力就可以抵擋住重力的“壓縮”,但當(dāng)天體的質(zhì)量達(dá)到一定程度的時(shí)候(即太陽(yáng)質(zhì)量的8%),電磁力就抵擋不住重力了。 在這種情況下,天體就會(huì)不斷地坍縮,其自身的密度也會(huì)越來(lái)越大,而當(dāng)天體演化成恒星之后,其核心的核聚變產(chǎn)生的能量就可以抵擋住重力,并且還可以將恒星的體積“吹”大。 恒星的質(zhì)量越大,其核心的核聚變就越激烈,釋放出的能量也就越強(qiáng),從而把恒星的體積“吹”得更大,其密度就會(huì)相應(yīng)地變小,而像“EBLM J0555-57Ab”這樣的小質(zhì)量恒星,其核心的核聚變相對(duì)就很弱,其釋放出的能量就不足以將恒星的體積“吹”得足夠大,所以它們的密度就要高很多。 好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見(jiàn)。 |
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