世界上已知最大的天体(恒星演化的过程)

自从人类有属于自己的智慧以来,在这数万年里,就一直都在仰望星空!

对那熟悉而又陌生的茫茫宇宙、广袤天空,充满敬畏的同时,也有很多数之不尽的好奇。哪怕是今天,我们开始逃离地球的束缚,奔向月球火星,开始踏入那令人颤抖不已的宇宙大航海时代!

世界上已知最大的天体(恒星演化的过程)

  可即便如此,太空仍然隐藏着许多秘密,浩瀚如它,让我们有时候很迷茫,我们的努力真的有用么?

这个世界到底有多大?

最贴切的一次形容,是在1990年,当旅行者1号,在飞离地球60亿公里时,回眸给自己的母星——地球拍了一张特写!

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  没想到吧!

这已经是旅行者一号最高清的画面了,但地球已化为茫茫星海中,非常不显现的一个小亮点而已。可正如天体物理学家、科学作家卡尔-萨根所感慨那样:这个小点上,却生活每一个你爱的人、每个你认识的人,每个你曾听说的人,每个曾经在地球存在,并度过的一生,都发生在这个小小的一点而已……

世界上已知最大的天体(恒星演化的过程)

  人类数千年的文明,数万年的智慧发展、数百年的进化历程,地球38亿年的生命进化史,都发生在这直径12,756公里,质量高达5.976×10^21吨(59.76万亿亿吨)的小点点上!

可这时候的旅行者一号,依旧还没飞出我们熟悉的太阳系,地球在太阳系里,还真不算什么!

比如:相比起8大行星中的老大——木星,地球仅是它体积的1300分之而已。就算论质量,它也是地球的318倍。

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  如果,将地球与太阳相比较,太阳的体积是地球的130万倍,这个差距,就好比,若地球是一个直径1厘米的小号玻璃珠,那太阳呢,大概是1.1米高的大号瑜伽球。当然,这个比喻也不是那么恰当,因为论质量,太阳的质量也是地球的33万倍。

可当放眼银河系的时候,你会无奈地感觉到,我们熟悉的太阳,连颗沙子都不是。并且,在恒星家族中,人类目前的观察能力,看到体积最大的那一颗“太阳”(恒星),当属盾牌座UY这个最大的恒星,究竟有多大呢

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  它的体积,约是太阳的18亿倍,若太阳还是那直径1.1米的瑜伽球的话,那它或就是那直径1900米的圆形灭世陨石

那渺小的地球,在这个实际直径约为23.74亿公里,体积最大的“太阳”面前,更不算什么了!若用地球这样的小圆球去填满它,你至少要找出2340万亿个地球……

当然,科学是需要严谨的!若从质量的角度来看,体积最大的恒星盾牌座UY,质量仅仅是太阳的7~10倍,也就是地球质量231~330万倍

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  迄今为止,人类所能观测到质量最大的恒星是R136a1,它也是一颗蓝超巨星。

什么是蓝超巨星呢?

这就得科普一下恒星的那漫长的一生

任何一个恒星就像一个人类那样,都会经历孕育、出生、成长、中年、衰老和死亡。

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  第一个阶段:宇宙中的星云气体和尘埃,不断撞击、汇聚坍缩,然后形成原行星,这个过程,你都可以理解为恒星的胎盘状态。

第二个阶段:原行星的内核致密气体的质量,足够让氢点燃,然后持续稳定地聚变为氦,这个阶段,也意味主序星恒星,真正呱呱坠地,进入一个成长期的恒星。

第三个阶段:当恒星的氢全部燃烧后,就开始燃烧氦、炭等元素,这也意味着它属于红巨星的恒星,通俗点理解,它开始了属于自己的老年生活了。

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  最后一个阶段:当恒星所有的氢和氦,所有能燃烧的燃料,任何能发生聚变反应的元素都烧光的时候。重力之下,它的内核会坍缩、坍塌,从而释放出巨大的能量,也意味着恒星生命宣布死亡。

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  当然,这个阶段,也按质量划分接下来不同的结局。若恒星质量足够大的,比如太阳质量8倍以上,这个阶段就属于超新星爆炸。剩下来的“尸身”,足够大会有两个结果,质量8~20倍太阳大小的恒星,会化为中子星。质量更大的会成为黑洞

若像咱们太阳那样的话,它的老年生活——红巨星阶段后,经历行星状星云死亡过程后,就会遗留下一颗白矮星,然后到余热散尽彻底不发光的黑矮星。

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  以上比喻,或许不是那么严谨,但希望用最通俗的说法去理解恒星的发展历程。

另外,对大部分正在发出耀眼光芒的主序星恒星,人类科学家,会根据它们的光谱类别(即颜色)、温度、大小和亮度,进行一种名叫MK系统的分类方法。比如,按照恒星的温度,由高到低,用O 、B、A、F、G、K和M,7个大等级9个小类别进行排列。(记住这些字母和顺序也有个口诀或小窍门:Oh Be A Fine Girl Kiss Me)

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  同时,人们还可以用罗马数字来区分它的亮度,0\I亮度最高的超或超巨星,II, III和IV依次适用于亮巨星、正常巨星和亚巨星;类别V适用于主序星;类别VI和VII适用于亚矮星和白矮星。

通过这个思路,所以,聪明的天文学家们将这样的恒星分类方法,简化到一张关系图上。而最早是丹麦天文学家赫茨普龙,于1911年,和美国天文学家罗素于1913年,分别独立提出。这就是天文学上,大名鼎鼎的赫罗图(Hertzsprung-Russel diagram,简写为H-R diagram)的来源。

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  在图上,我们熟悉的太阳被标记为G2V的主序星。在赫罗图上,也清晰地标明了恒星的分布区域,而我们的太阳,是位于一条对角线上的。科学家们将位于这条对角线上的恒星称为主序星,当主序星将氢耗尽之后就会开始燃烧氦,然后膨胀成为一个红巨星。

而人类观察能力,所能“看到”的最大质量的R136a1,一个高亮度的光谱的恒星,也标记在赫罗图的极端左上角位置。而R136a1的质量虽很高,但温度却“凉爽”,大约是56000K,这样的恒星,也被人们定义为超蓝巨星。

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  这颗已经步入老年生活的第一重恒星,其质量约为265~310倍太阳,相当于数千万个地球的质量,实际上它并不在我们熟悉的银河系中,而是位于大麦哲伦星系,距离地球大约是163000光年。

当然,对于这个质量最大恒星的形成,天文学家们也有自己的猜测:它有可能是几颗大质量的恒星合并而成,但对于它来说,如今留给它的时间其实不算多了,它会是威力最大的那颗超超新星而引爆出最绚丽的光芒!

然后,进去它的最后结局——化为一个黑洞

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  这也是,人类认知的世界中,最庞大天体

所以,若把这类天体也算上的话!不管是论质量和体积,最大的单一天体,都并非是咱们上述一直描述那两颗恒星,而是一个黑洞——Ton618黑洞

若我们,只计算这黑洞的类星体的核心部分。

那这个黑洞的质量,不仅有太阳的660亿倍,也是已知质量里最大的单一天体,相比我们银河系中心的黑洞,其质量还大了15,500倍,大概是我们整个银河系总质量的1/23,比一些较小的星系的总质量大得多。

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  比如,他大约是大麦哲伦星系总质量的6.6倍、是赛格瑞2星系总质量的10多万倍,从这个概念来理解,你大概能想象到这个天体,究竟有多么的庞大了!

当然,你也别太担心,这庞然大物,距离我们,足足有104亿光年

或许,也有很多人会好奇,不是说黑洞是看不见么?那人们如何观测到它,又如何计算出它的质量和体积呢?

但遵循如今的黑洞理论知识,一般的黑洞,都由中心黑洞和周围的吸积盘所组成,人们肉眼或仪器设备,确实是无法直接观测到黑洞的。

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  因为在这个名叫黑洞视界的范围内,也是光会消失的地方,但同时由于它庞大的质量,会吸住无数的宇宙空间物质朝它奔袭而去,沦为它的“食粮”。一般这个呈涡旋状的吸积盘区域范围内,都会导致强烈的物质碰撞,不仅产生了最炽热的高温,也产生了最炫目的光线…….

正因为这些天文现象出现,不仅让它成为宇宙最亮的那颗星星之一,也让天文学家们获得了很多的数据,从侧面去计算出它的更多信息。比如说,这Ton618黑洞,其亮度大概是,2000个银河系所有恒星的总和!

若按光线消失,不可见的这区域计算,天文学家们,认为它是一种星球状的范围。黑洞的体积,人们通常又叫做视界体积,若我们定义此为黑洞的边缘!

世界上已知最大的天体(恒星演化的过程)

  那Ton618黑洞的体积,会是一个直径约为3900亿公里左右的超级圆盘,就算体积最大恒星盾牌座UY,在它面前也只能是个小弟弟,直径仅为它的1/165倍

Ton618黑洞的体积,会是最大恒星的450万倍左右,若想用咱们的太阳把这黑洞填满,就算体积不被压缩,你起码也得准备好2亿亿个,若换成地球的话,你得准备好260万亿亿个地球……

若把它的外围,比如这超级黑洞的吸积盘也算上的话,其宽度可拓展至1光年以上!

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  这一切,还受限于我们人类的观测能力,宇宙的浩瀚,有可能远远超越你我所想。但正因为这些有趣、未知的存在,让我们对这个世界充满了好奇。

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