01-神魔宇宙 ***宇宙天國首部曲 彌勒天書閣 https://maitreya-books.com/ 神話從來就不是怪力亂神,而是原始先民在日常生活情況的觀察之中,所建立的真實認知。唯有相信神話中的真實,才能感受到神話的詩意隱喻背後,所具有的神聖力量。打開你的想像,打開你的相信,你才能知道神話告訴了你什麼宇宙生命的資訊。 生命起源於宇宙之中,生長於宇宙之中,結束於宇宙之中,因此,宇宙的起源就是生命背景的起源。生命形成的每一個階段,其實都在述說著生命的本能,也就是生命本就存在的一種力量,在此雖是說明一種狀況,然而將這狀況投射在生命的生活行動之中,你就會明白自己究竟有哪些不可思議的本能!

恆星的質量最大可以有多大?1億倍太陽質量的恆星有可能存在嗎?

2023100110:37

對於我們人類而言,太陽無疑是一個龐然大物,其巨大的體積高達地球的大約130萬倍,但在浩瀚的宇宙中,像太陽這種恆星的「個頭」其實並不算大,而宇宙中的那些紅超巨星,它們的體積更是動不動就是太陽的上億倍,與這些恆星相比,太陽可以說是渺小得不值一提。

比如說位於獵戶座的參宿四(Betelgeuse),其體積就有太陽的7億倍左右,而宇宙中體積最大的恆星——位於盾牌座的「史蒂文森2-18」(Stephenson 2-18),其體積更是高達太陽的大約100億倍。



所以問題就來了,既然體積比太陽大上億倍的恆星是存在的,那1億倍太陽質量的恆星有可能存在嗎?在回答這個問題之前,我們不妨來看看,從理論上來講,恆星的質量最大可以有多大。

我們知道,恆星之所以能夠持續地發光發熱,其實是因為在它們的核心一直在發生核聚變反應,實際上,核聚變反應釋放出的能量除了能讓恆星發光發熱之外,還會產生一種被稱為「輻射壓」的力量,其方向是由內向外的。

與此同時,恆星的內部還存在着另一種力量,那就是恆星自身的重力,其方向可以認為是由外向內的,當它與「輻射壓」達到平衡時,恆星就可以穩定地存在。



恆星質量的增加,會使其自身的重力變強,恆星的體積就會因為受到更強的「重力壓縮」而收縮,其核心的溫度也會隨之升高,另一方面來講,核聚變的反應速率卻對溫度高度敏感,溫度上升一點點,其反應速率就會迅速上升,同時反應區範圍也會出現擴大,進而導致恆星內部的「輻射壓」大幅增強。

可以看到,恆星質量的增加與恆星內部「輻射壓」的增強並不是線性關係,所以當恆星的質量增加到一定程度的時候,其內部的「輻射壓」就會超過恆星自身的重力。

在這種情況下,恆星的體積就會開始膨脹,而其內部「輻射壓」更是會洶湧而出,並形成強大的恆星風,進而將恆星外層的物質大量地「吹」走,恆星也會因此而迅速地損失質量。



隨着恆星質量的持續降低,其內部的核聚變反應速率也會不斷下降,「輻射壓」也會相應地趨於減弱,當其與恆星自身的重力達到平衡時,恆星就會再次穩定下來。

由此可見,恆星的質量存在着一個極限值。這個極限值也被稱為「愛丁頓極限」(Eddington limit),根據科學家的估算,「愛丁頓極限」應該在太陽質量的150倍至200倍之間,而恆星的質量一旦超過了這個極限值,就會變得很不穩定,並迅速地損失質量,直到其質量重新降到這個極限值之內。

也就是說,從理論上來講,恆星的質量最大也只能達到200倍太陽質量。

然而在已知的恆星中,有一些恆星的質量卻超過了「愛丁頓極限」,比如說位於大麥哲倫星系中的「R136a1」和「BAT99-98」,前者的質量約為太陽的215倍,而後者的質量約為太陽的226倍,它也因此成為了已知宇宙中質量最大的恆星。這應該如何解釋呢?



科學家推測,這可能是因為「R136a1」和「BAT99-98」是由兩顆或多顆質量較大的恆星合併而成,而它們當前並不穩定,正處於快速損失質量的階段。

另一方面來講,理論上的「愛丁頓極限」只是一個近似值,它有一些假設和局限性,比如說它假設了恆星是一個完美的球體,其「輻射壓」是各向同性的,並且還忽略了其他物理效應,因此它與真實的「愛丁頓極限」就可能存在一定的偏差。

但顯而易見的是,1億倍太陽質量的恆星,比理論上的「愛丁頓極限」高出了整整6個數量級,如此大的差距,已經遠遠地超過了這個「一定的偏差」所能允許的極限,所以問題的答案就是:宇宙中根本就不可能存在1億倍太陽質量的恆星。



值得一提的是,前文提到的「史蒂文森2-18」,儘管它是已知宇宙中體積最大的恆星,但它的質量卻可能遠遠低於你的想象,根據科學家的估算,它的質量「只有」太陽的12到16倍,遠低於「R136a1」和「BAT99-98」的質量。-魅力科學君-