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宇宙中最大的恒星:盾牌座UY,假如它替換太陽會(huì)發(fā)生什么?

星辰大海路上的種花家
種花家的征途在于星辰大海,偶將上下求索.........
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盾牌座UY是一個(gè)奇葩,它是當(dāng)前觀測(cè)到的最大恒星,但它的質(zhì)量卻不是最大的,為什么宇宙中會(huì)形成這樣的恒星?用它來替換太陽,太陽系又會(huì)發(fā)生什么?

為什么宇宙中會(huì)有盾牌座這樣的奇葩恒星?

盾牌座UY是位于盾牌座、距離地球遠(yuǎn)達(dá)9500光年左右的一顆紅特超巨星,它的直徑超過了此前被認(rèn)為是第一大恒星的大犬座VY。盾牌座UY的半徑大約是是太陽的1,708 ± 192倍,盡管其體積大到令人發(fā)指,但它的質(zhì)量卻只有太陽的7-10倍,為什么會(huì)存在這種超級(jí)虛胖子?

奇特恒星的發(fā)展,形成超巨星

盾牌座UY恒星的發(fā)展是由恒星發(fā)光原理所決定的,一顆恒星能保持一個(gè)球形,并且具有龐大的直徑這是因?yàn)閮煞N力量的平衡:

引力坍縮和輻射壓之間的拉鋸戰(zhàn)正處在平衡狀態(tài)

天體保持一個(gè)球形是靜力平衡狀態(tài),一般一個(gè)超過500千米直徑的天體就會(huì)在引力坍縮和結(jié)構(gòu)支撐的平衡力下處于一個(gè)大致球體,越大的球體越明顯,比如地球在遙遠(yuǎn)的太空看起來,幾乎就是一個(gè)完美的球體,珠峰8.8千米的高度跟地球1.27萬千米的直徑相比,不過是一點(diǎn)毛刺而已,當(dāng)然自轉(zhuǎn)會(huì)讓它略扁,但這并不是特別大的問題。

恒星和行星不一樣的是,行星大都是巖石質(zhì)(木星為氣態(tài)行星),除了結(jié)構(gòu)支撐與引力坍縮抗衡外,還有內(nèi)核核聚變的熱壓力向外輻射的輻射壓,因此跟不發(fā)光的恒星(白矮星和中子星)相比,恒星的直徑要大得多,這表示在輻射壓的作用下,恒星處在了一種并不十分致密的狀態(tài),但隨著恒星的發(fā)展,會(huì)有多個(gè)結(jié)果:

紅矮星:終身輻射壓不會(huì)有大的變化,燒完后進(jìn)入氦白矮星狀態(tài)

黃矮星:由于質(zhì)量不夠,內(nèi)核溫度不夠高,無法直接燃燒氦,會(huì)產(chǎn)生氦堆積產(chǎn)生氦閃,后期則會(huì)膨脹成紅巨星

藍(lán)矮星:質(zhì)量夠,內(nèi)核溫度可以直接燃燒氦甚至后續(xù)元素,它不會(huì)經(jīng)歷氦閃,但也會(huì)膨脹成紅巨星

后兩種會(huì)膨脹成紅巨星是因?yàn)閮?nèi)核重元素堆積溫度增加,這有兩個(gè)問題,一個(gè)是重元素(氦及以后產(chǎn)生的碳氧硅等)燃燒比氫元素燃燒要?jiǎng)×业亩啵硪粋€(gè)是內(nèi)核坍縮,殼層氫元素進(jìn)入更高溫內(nèi)核,燃燒當(dāng)然比之前要?jiǎng)×业亩?,兩個(gè)作用下恒星開始瘋了一樣膨脹直徑,一直到自身引力所無法掌控的極限。

盾牌座UY引力對(duì)自身掌控已經(jīng)力不從心,正在大量流失物質(zhì)

盾牌座UY未來會(huì)怎么發(fā)展?盾牌座UY的發(fā)展當(dāng)然沒那么簡(jiǎn)單,但它的原因不外乎這些,根據(jù)計(jì)算,這類恒星的半徑極限可以膨脹到太陽的1,500–2,600倍,因此盾牌座的UY的發(fā)展并沒有超過這個(gè)極限,它還在科學(xué)家預(yù)期的范圍之內(nèi)。

盾牌座UY的未來將會(huì)發(fā)展成一顆超新星,因?yàn)樗膬?nèi)核溫度足夠高,能發(fā)展出鐵核,到那時(shí)恒星將爆發(fā)成超新星,因?yàn)閮?nèi)核的鐵核將無法再聚變形成更高質(zhì)子數(shù)的元素,無法再產(chǎn)生熱壓力,外殼將會(huì)在引力作用下坍縮,撞擊內(nèi)核,當(dāng)然這個(gè)過程非常復(fù)雜,但坍縮是這類超新星爆發(fā)前的一個(gè)必然過程,此后瞬間超過一個(gè)星系的功率將被激發(fā)出來,即使在遙遠(yuǎn)的仙女星系,也將能看到它死亡時(shí)發(fā)出的光芒!

假如盾牌UY替換太陽,太陽系會(huì)怎么樣?假如盾牌座UY在太陽系,那么它的直徑已經(jīng)達(dá)到了木星軌道外圍,正接近土星,簡(jiǎn)單的說水星、金星和地球以及火星和木星,都會(huì)被它吞沒,而木星將會(huì)給它注入一些燃料,因?yàn)槟拘墙^大部分都是氫和氦么,不過也就是大火中又丟了個(gè)浸泡了柴油的火把,并沒多少差別!

土星和天王星以及海王星和冥王星將會(huì)幸免,甚至冥王星還可能達(dá)到宜居條件,至于到底行不行,可能要來計(jì)算下!

盾牌座UY的視星等是9.0,絕對(duì)星等是-6.2,那么代入計(jì)算,在冥王星(按50天文單位計(jì)算)看到的將是一顆星等高達(dá)-31.2等的超級(jí)超級(jí)太陽,比地球當(dāng)前獲得的太陽輻射高約47.8倍,看來冥王星也被烤焦了,不可能形成宜居矮行星啦,估計(jì)失誤!

但這只是開始!

因?yàn)槎芘谱鵘Y的未來將爆發(fā)成超新星,所以未來的太陽系將會(huì)被它徹底摧毀,這里所說的摧毀是不是光輻射,而是它爆發(fā)時(shí)的高能物質(zhì)沖擊,能將太陽系摧毀到什么程度我們很難預(yù)計(jì),至少不會(huì)像《星際迷航》中那顆爆發(fā)的超新星摧毀羅慕倫星那樣直接解體,估計(jì)還達(dá)不到這層次,但行星表面大變樣,大氣被剝離這些是肯定的!最后在盾牌座的中心將留下一顆中子星!

星際迷航劇照

不過要提醒下,在一顆即將爆發(fā)超新星的周圍如果能破壞到這樣層次,且之前存在文明的行星是不可能的,因?yàn)榻嚯x太高的輻射不可能會(huì)形成宜居行星,而太遠(yuǎn)不會(huì)解體的那么夸張,不過無論怎么說,看這個(gè)場(chǎng)景還是挺享受的,不是嗎?