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盾牌座uy體積是太陽的45億倍,是因為它是紅巨星,那最初它有多大

3月
16
2019

2019年3月16日16時 今日科學 科普大世界

科普大世界

宇宙中已知體積最大的恆星就是盾牌座uy了,這個龐然大物直徑是太陽直徑的1700多倍,體積是太陽的45億倍,如果拿我們的地球相比的話,需要有2億億一個地球堆起來,才能像它那麼大。

盾牌座uy之所以如此巨大,是因為它演變到了恆星的紅超巨星階段,一般大質量恆星演變的紅超巨星階段的時候都會變得體積巨大,就是我們的太陽演變到紅巨星階段的時候,體積也會增加200~300萬倍,屆時它的體積將大到會連我們地球所在的軌道都會吞噬掉,以及膨脹的幅度實在嚇人。

那麼在盾牌座uy沒有成為紅巨星之前,它的體積會有多大呢?這首先要看盾牌座uy的質量有多大,查過資料發現盾牌座uy的質量足金合併為十分確定,有要顯示它的質量在太陽的7~10倍之間,也有說它的質量是太陽的30~35倍。這個差別還是很大的,所以盾牌座uy的原始體積也不能十分確定。

恆星的分類中,質量介於太陽的8~40倍之間的恆星可以被歸到巨星的行列,其中有的屬於藍巨星,也有的屬於紅巨星,在其主星序階段,核聚變主要在它的核心部分發生,輻射壓與它自身收縮的引力相平衡,但是由於這類的恆星質量較大,其內部氫的燃燒消耗極快,中心形成氦核並且不斷增大,而氦核周圍的氫也會越來越少,氫的燃燒向氦核周圍的一個殼層里推進,於是恆星就會內核收縮、外殼膨脹,但這個過程僅僅只持續數十萬年。

當恆星的核心壓力和溫度持續收縮到足以點燃氦元素聚變時,恆星內部的氦融合就會啟動,從而出現熱失控的氦閃,大約在1分鐘內,氦核的大部分都聚變為碳核(以及後續的氧核),並向恆星外層傳輸出巨量的能量,導致恆星突然性體積變大光度變亮,之後核心又不再產生能量,外層的氫在較淺的位置上以較複雜的方式繼續聚變成氦,恆星的核心再次緩慢積聚氦,較長的一段時間後,類似的氦閃又在富含碳-氧內核外的氦包層中再次發生,於是又一次變大變亮,但是表層的溫度仍然會降低。每次氦閃後,恆星就從赫羅圖中的一個紅巨星分支進入另一個分支。不過大於太陽質量2.57倍的恆星會由於氫核聚變速度更快、核心更熱,氦聚變可以在核心尚未收縮到白矮星密度的簡併態前就點燃,整個核反應會比較平順與持續的進行,因此這樣的紅巨星都會漸漸的變大。

對於盾牌座uy來說,我們的太陽質量較小,但當它成為紅巨星的時候直徑仍然會增加到如今的100~200倍。像盾牌座uy這樣的恆星,由於其質量較大,內部元素核聚變可以進行到更高級的階段,比如如果它的質量在太陽的7~10倍之間,那麼將來它會成為一顆中子星,其紅巨星階段內部元素可以聚變到鐵元素的級別上;如果它的質量在太陽的30倍以上,它的紅巨星階段結束之後會成為一個黑洞,但是其紅巨星階段也可以聚變到鐵元素的級別上,從它形成到他成為紅巨星的最後階段,它的體積直徑膨脹幅度應該在200~1000倍之間。

盾牌座uy如今的直徑約23.2億公里,其直徑縮小200~1000倍,那麼它的體積也會隨之大大縮小。如果直徑縮小200倍,那麼它的直徑將是1160萬公里左右,比我們太陽的直徑大8倍左右,那麼它的體積就應該是如今太陽的512倍左右;而如果它的直徑縮小1000倍,那麼它的直徑將是232萬公里,比太陽大不到一倍,其體積將比太陽大近4倍。

那麼這樣來看的話,盾牌座uy的原始體積很可能就在如今太原的4到512倍之間了,也就是說其體積最小可能只有太陽4倍大,最大也只有其500多倍。若您對這樣的答案有異議,敬請在下面評論區說出您的見解。


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