最大恒星:天文学家拍到一颗恒星,它可能是目前发现体积最大恒星

星空承载梦想 2024-12-18 09:24:15
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从古至今人类都在研究世界的奥秘,古代由于人类的科技不够发达,所以古人认为我们的地球就是唯一的世界,太阳和月亮都在围绕地球转动,随着人类科技的发展,人类慢慢对世界的认识越来越清晰,现在我们已经知道地球其实就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,地球是唯一一颗诞生了生命的星球,太阳是一颗恒星,恒星是由引力凝聚在一起的球形发光等离子体,能够自己发光发热,主要是通过内部的核聚变反应产生能量,行星通常指自身不发光,环绕着恒星运行的天体。行星的质量要是足够大,能够克服固体应力以达到流体静力平衡的形状,像地球、火星等都是行星,它们主要依靠反射恒星的光而被看见。而且两者之间的成分也是不同的。

恒星主要是由氢和氦组成,在恒星内部,氢会通过核聚变反应转化为氦,同时释放出巨大的能量,此外还含有少量的较重的元素,比如说碳、氮、氧等,而行星组成的成分很多,类地行星主要是由岩石和金属构成的,核心部分通常是铁,地幔和地壳含有大量的硅酸盐等矿物质,气态行星主要成分是氦和氢,还有少量的甲烷、氨、水等物质。根据科学家的研究得出,恒星形成于巨大的分子云,在分子云里,物质分布不均匀,某些高密度区域在自身引力作用下开始向内坍缩。随着坍缩过程,物质聚集在中心,温度和压力不断升高。当核心温度达到约1000万摄氏度时,氢核聚变被点燃,恒星就开始发光发热,进入主序星阶段。

行星形成主要有两种理论。一是星云假说的核心吸积模型,在恒星形成后的剩余物质盘中,尘粒相互碰撞并黏附,逐渐形成较大的天体,这些天体通过吸积周围物质,慢慢增长形成行星。另一种是引力不稳定假说,在原行星盘中,部分区域因引力不稳定而直接坍缩形成行星。一般来说,恒星的体积和质量都要比行星的体积和质量大很多,在太阳系中,太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物质占到了太阳系总质量的百分之0.14,从占比上我们就能够看出太阳的质量非常大,太阳的直径大约是1392000千米,大约是地球体积的130万倍,看到这里,可能有一些朋友会产生一个疑问,就是我们是如何计算出太阳体积来的?

天文学家利用三角视差法、分光视差法等方法确定太阳的距离。对于太阳直径的测量,一种方式是利用日全食。在日全食的时候,月球刚好完全遮住太阳,通过测量月球的视直径(因为月球的距离和直径比较清楚),由于此时太阳和月球的视直径几乎相同,就可以估算出太阳的直径。另外,也可以用仪器(如光学干涉仪等)直接对太阳的边缘进行观测来测量直径。知道直径后,就可以根据球体体积公式(是直径)来计算太阳的体积。对于我们地球来说,太阳的体积和质量确实很大,但是相比于宇宙中的其它恒星来看,太阳的体积在恒星当中并不算太大,比如说盾牌座UY,在距离地球5100光年的银河系深处,有一颗很大恒星,它就是盾牌座UY,它能够装下18亿个太阳,以光速飞行的话,需要9个小时才能够绕它一圈。

如果把它放在太阳的位置,它的最外侧将会达到木星,虽然它的体积很大,但是它的质量却并不大,只有太阳质量的30倍,根据恒星演化模型,几百万年后它就会消耗完所有的能量,消散成一团星云物质,不过盾牌座UY并不是宇宙中最大的恒星,目前科学家发现的最大恒星是WOHG64,它位于大麦哲伦星系中,它的半径大约是太阳的1540倍,比盾牌座UY的体积还要大很多,如果把它放在太阳的位置,其光球层能够达到木星的轨道。大麦哲伦星系是外星系,不过它距离我们并不是很远,不过这是站在宇宙的尺度上来说的,大概是16万光年左右,它是银河系的一个卫星系。这个星系视星等在0.13左右,视星等说的是我们裸眼看见天体的一个亮度,数字越大表示越暗。

像满月的视星等大约是-12等,夜空第一亮恒星是天狼星-1.4星等,而裸眼可见天体的最大极限是6等星的天体,所以视星等0.13,也就是说它是裸眼可见的一个星系裸眼可见的视星等大小约10度,大概是满月直径的20倍。它所在的天区是南半球,也就是在南半球很容易看到它,北半球几乎不可见,也只有北纬20度以内的地区能够看到它,所以在我国境内大概也只有海南岛能够看到一点点。那么为什么恒星的体积大小会出现如此之大的区别呢?科学家经过研究得出,恒星体积大小不同主要是由其形成过程和质量决定的。在恒星形成阶段、分子云坍缩的物质总质量存在差异,如果坍缩的物质多,形成的恒星质量就会很大,质量大的恒星,其内部的引力作用更强,为了平衡这种引力,恒星内部核聚变反应就会变得更加厉害。

使得恒星外层大气膨胀的更加厉害,从而体积会变得更大,相反如果形成过程中物质聚集很少,质量就会很小,引力也会相对较弱,核聚变反应没有那么剧烈,恒星的体积就会比较小,比如说红矮星、质量通常在0.08-0.5倍太阳质量之间,它的核聚变反应缓慢,体积也比太阳小很多,有一些朋友可能会认为,史蒂文森2-18的体积更大,之所以科学家没有计算它在内,是因为天文学家测量遥远恒星的尺寸是根据恒星的光度和温度来计算,而史蒂文森目前得到的光度和有效温度并不是很确定的,并且计算的半径大约是2150倍太阳半径,这个值远远大于理论极限值。理论认为红超巨星半径的最大限制应该是在1500倍太阳半径。

所以鉴定于它的光度不确定以及计算的这个半径远超极限,史蒂文森2-18目前认为的尺寸还需要科学家进一步的考证,而WOHG64和参宿四一样是一颗即将死亡快要发生超新星爆发的恒星,超新星爆发是大质量恒星演化末期经历的剧烈爆发现象,一般来说大质量恒星(太阳质量的8-50倍)内部核燃料耗尽后,核聚变停止,辐射压消失,星体在引力作用下急剧坍缩,引发超新星爆发,超新星爆发时产生极高温度和压力,使原子核发生融合反应,形成比铁更重的元素,如金、银、铀等,这些元素随抛射物质散布到宇宙空间,成为新一代恒星、行星和生命的物质基础,即将死亡的恒星非常不稳定,它会不断的抛射物质造成很大的质量损失。

因为这个时候核聚变产生的辐射压大过了自身的引力,所以这个时候恒星的状态是体积膨胀,质量却在不断的减少,而质量减少多少这决定着它今后超新星爆发后形成什么样的产物,是黑洞还是中子星。所以观察这些垂死恒星的状态,对于我们理解恒星演化以及超新星爆发至关重要。之前呢,我们只是拍到了银河系内这些恒星的状态,像参宿四膨胀后的不规则圆盘。超新星爆发之后产生的影响还是很大的,它会释放出巨大的能量,这种能量会加热和电离周围的星际介质,周围的气体云在电离周围的星际介质,周围的气体云在周围冲击下,物理状态和化学组成发生变化,能够促进或者抑制恒星形成活动,从而影响星系的结构和演化。在超新星爆发的核心坍缩和物质抛射过程中,物质的剧烈运动和分布变化会产生引力波。

这为科学家研究引力波的性质和宇宙的结构提供了重要线索。超新星爆发时亮度会在短时间内急剧增加,有的超新星爆发时的亮度甚至可以超过整个星系的亮度总和,能在很远的距离外被观测到。这使得天文学家可以通过观测超新星来研究遥远星系的距离、运动等信息。在人类历史上发生过很多超新星爆发的事件,比如说SN185:这是人类历史上有记录最早的超新星爆发事件,它于公元185年出现在半人马座,中国的《后汉书》中对此有关记载,当时古人称为是“客星”,SN 1006:在1006年,豺狼座方向出现了一颗极其明亮的超新星,这是人类肉眼可见的最亮超新星之一。据记载,这颗超新星的亮度超过金星,甚至在白天也能看到,它的光芒持续了数周。

这次爆发在许多国家的古籍中都有记载,如中国、日本、阿拉伯等国家的文献,对当时的天文学发展以及人们对天体的认知产生了很大的影响。开普勒超新星(SN 1604):1604年,德国天文学家约翰尼斯·开普勒在蛇夫座发现超新星。这颗超新星爆发后的亮度很高,在当时的天空中引起了广泛关注。开普勒对它进行了仔细的观测和研究,为后来人们对超新星的理解提供了很多有价值的信息。当超新星爆发以后,恒星可能会变成中子星或者是黑洞,目前人类在宇宙中发现的最大的天体其实是黑洞。它就是Ton618,它的质量是地球质量的2万万亿倍,体积是太阳的2亿亿倍,质量高达3900亿公里,是盾牌座UY直径的70多倍。它成为目前人类可观测宇宙中最大的天体。

它距离地球约104亿光年,其宿主星系因类星体太亮难以从地球观测到,光度为4×10^40瓦或140万亿倍太阳光度,是宇宙中最亮物体之一,光谱中的发射线很宽,表明气体运行速度快,中央黑洞吸引力强,TON 618黑洞的发现,对于研究黑洞的形成与演化、类星体的能量来源及宇宙早期结构形成等都有重要意义,它帮助科学家更好地理解宇宙中物质的聚集和超大质量黑洞在星系演化中的关键作用。不过这个黑洞并不是恒星死亡以后形成的,科学家认为,对于这种超大质量的黑洞,一般都是在宇宙大爆炸之后形成的,比如说我们银河系中心的黑洞,也是在宇宙大爆炸之后产生的,一般恒星死亡以后的黑洞,它们的质量相对要小一些,而且即使是经过漫长时间的发展,也不可能成为TON 618这么大,现在科学家正在积极的研究黑洞的奥秘。

在人类探索宇宙的过程中,发现了很多惊人的现象,比如说IC1101是人类目前已知最大的星系,它在1790年的时候被发现,位于地球10.45亿光年之外的室女座星系团中。最大的星团是距离地球124亿光年的巨大星团,质量有1000万亿个太阳,由星系碰撞所产生的。武仙-北冕座长城是目前人类发现的最大的天体结构,2014年的时候被发现,其直径大约是97亿到100亿光年,由几十亿个星系群组成,大小相当于可观测宇宙的百分之10。宇宙中到底还隐藏着多少我们不知道的奥秘?目前科学家也在积极的研究当中,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的发展,人类一定能够解开更多的奥秘,对此,大家有什么想说的吗?

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星空承载梦想

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