已知最小的恒星有多小?天文學家:還沒有木星大

漫酱~ 2022/12/24 檢舉 我要評論

太陽的直徑約為139.2萬公里,相對于直徑僅僅只有1萬多公里的地球,太陽無疑是一個異常龐大的存在,然而在銀河系中的眾多恒星之中,太陽的體積其實也不算大,而與已知最大的恒星相比,太陽更是渺小得不值一提。

已知最大的恒星是一顆被天文學家命名為「史蒂文森2-18」(Stephenson 2-18)的紅特超巨星,這顆龐大的恒星距離我們大約2萬光年,在天空中位于「盾牌座」,觀測數據表明,這顆恒星的半徑大約是太陽的2158倍,其體積比太陽大100億倍。

這是什麼概念呢?這樣說吧,如果把「史蒂文森2-18」放在太陽的位置上,那這顆恒星的表面就將會超過土星的公轉軌道。

(↑太陽和「史蒂文森2-18」的大致比例)

值得一提的是,雖然「史蒂文森2-18」的體積大得離譜,但是它的質量卻比想象中要低得多,觀測數據表明,其質量大約只有太陽質量的12到16倍,也就是說,「史蒂文森2-18」的密度最高也就只有太陽的0.0000000016倍。

實際上,太陽的體積其實也不算小,宇宙中比太陽更小的恒星多得是,那麼已知最小的恒星有多小呢?說出來你可能不信,因為它的體積還沒有木星大。

這顆恒星是一顆被天文學家命名為「EBLM J0555-57Ab」的紅矮星,它在天空中位于「繪架座」,與我們的距離大約為600光年,它屬于一個三合星系統,是該系統內三顆恒星中體積最小、也是最暗淡的一顆。

觀測數據表明,「EBLM J0555-57Ab」的半徑約為6萬公里,比土星略大一點,但沒有木星大,其體積大約只有木星的84%,在已知的所有恒星之中,它的體積是最小的。

那麼問題就來了,這顆比木星還要小的星球,為什麼會是一顆恒星呢?其實這是可以解釋的。

在自身重力的作用下,宇宙中的任何一顆星球都會具備向內坍縮的趨勢,這也被稱為「引力坍縮」,對于質量較小的星球而言,僅憑物質之間的電磁力就可以抵擋住自身重力,但當星球質量達到一定程度時,物質之間的電磁力就無能為力了,于是星球就會開始坍縮。

隨著坍縮過程的持續,星球內部的溫度和壓強也會越來越高,當達到一定程度時,星球核心的氫元素就會發生核聚變,進而釋放出大量的能量。

為什麼是氫元素呢?這是因為氫元素是宇宙中結構最簡單、豐度最高的元素,同時也是啟動核聚變條件最低的元素,所以當一顆星球足夠大時,總是會有大量的氫,而其核心啟動的核聚變反應,也總是從氫元素開始。

核聚變釋放的能量除了能讓這顆星球發光發熱之外,還會形成一種向外的「輻射壓」,進而抵擋住「引力坍縮」,使星球可以保持一個穩定的體積,于是一顆閃亮的恒星就誕生了。

由此可見,一顆星球的體積與它的質量并不是成比例關系,當一顆星球的質量達到了一定的程度,它的體積反而會因為「引力坍縮」而變得更小,并且還有可能演化成一顆恒星,那這個「一定的程度」是多少呢?天文學家給出的答案是:太陽質量的8%左右。

(↑太陽、「EBLM J0555-57Ab」、木星的大致比例)

實際上,雖然「EBLM J0555-57Ab」的體積沒有木星大,但它的質量高達1.611 x 10^29千克,這大概是木星質量的85倍,太陽質量的8.1%,也就是說,它的質量可以說是剛好達到了成為恒星的最低標準,正因為如此,它也成為了已知最小的恒星。

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