质量最大的恒星什么样?质量是太阳的300倍以上

质量最大的恒星什么样?质量是太阳的300倍以上
2018年09月06日 09:17 新浪科技
这张想象图展示了年轻恒星的相对大小,最小的是红矮星,质量约为0.1太阳质量;然后是黄矮星,即太阳所属的GV恒星;接着是质量在8太阳质量以上的蓝矮星;最后是具有约300太阳质量的R136a1。  这张想象图展示了年轻恒星的相对大小,最小的是红矮星,质量约为0.1太阳质量;然后是黄矮星,即太阳所属的GV恒星;接着是质量在8太阳质量以上的蓝矮星;最后是具有约300太阳质量的R136a1。

  新浪科技讯 北京时间9月6日消息,据国外媒体报道,太阳是太阳系中最大的天体,其质量占整个太阳系的99.8%。但是在恒星尺度上,太阳其实相当普通。有超过一半的已知恒星质量都大于太阳。位居巨大质量恒星列表最顶端的是R136a1,其质量是太阳的300倍以上。

  最重恒星的诞生

  RMC 136a1通常简写为R136a1,是一颗位于大麦哲伦星系蜘蛛星云的恒星,距离地球约163000光年。这颗巨大质量恒星处于银河系以外,其所属的大麦哲伦星系是一个环绕银河系运转的星系。

  1960年,南非雷德克里夫天文台的天文学家发现了一个星团,并将其命名为RMC 136。后来,哈勃太空望远镜的观测发现,该星团由超过200颗极亮的恒星组成,其中最大的一颗被命名为RMC 136a1。

  据估计,R136a1的质量为315太阳质量(最初发现时的估计值是265太阳质量,但2016年哈勃太空望远镜的进一步观测修正了最初的估计)。尽管R136a1是目前已知质量最大的恒星,但它曾经具有更大的质量。

  “与人类不同,这些恒星诞生时质量很大,并随着年龄增长而逐渐流失质量,”英国谢菲尔德大学的研究者保罗·克劳瑟(Paul Crowther)说,“极端质量的R136a1的年龄为100万年多一点,已经步入‘中年’,并且经历了大量的质量损失。”

  虽然R136a1是已知质量最大的恒星,但并不是体积最大的,它的半径只是太阳的30倍左右。目前已知体积最大的恒星是盾牌座UY(UY Scuti),其半径大约是太阳的1700倍,但质量却只有太阳的30倍。

  如果R136a1与太阳放在一起,它会使太阳黯然失色,就像太阳光与月光的差别。它的强烈辐射将对地球产生非常严重的后果。英国基尔大学的研究者拉斐尔·赫胥(Raphael Hirschi)说:“它的大质量会使地球年缩短到3个星期,它会让地球沐浴在极其强烈的紫外线辐射中,使地球生命无法生存。”

  星系的塑造

  R136a1是一颗沃尔夫-拉叶星,这是一类罕见的巨大质量恒星,最显著的特征是具有电离的氦、碳或氮。类似太阳的恒星主要由氢和氦组成,而沃尔夫-拉叶星则携带大量的其他重元素。

  这些恒星的亮度极高,表面温度达到3万到20万摄氏度。相比之下,太阳表面温度只有5500摄氏度。

  类似R136a1这样的巨大质量恒星对所处环境有着重要影响。科学家推测,它们的高辐射压力能驱动强劲的恒星风。这些恒星风能以每秒高达3000公里的速度,在100万年内将10太阳质量的物质抛散到太空中。

  相比寿命长达100亿年的太阳,沃尔夫-拉叶星的寿命要短得多,只有约500万年。科学家在银河系中已经发现了200多颗沃尔夫-拉叶星,但据估计,银河系中这类恒星的数量可多达2000颗,大部分隐藏在尘埃之后。科学家认为,大约一半的沃尔夫-拉叶星都有“同伴”,可能是另一颗巨大质量恒星,也可能是黑洞或中子星。

  巨大质量恒星在以超新星形式爆发时,能将重元素扩散到所处星系中。虽然最初的宇宙充满了氢和氦,但恒星起到了加工厂的作用,将这些轻元素合成了几乎所有其他元素。当巨大质量恒星爆发、死亡的时候,会将物质抛射出去,被其他恒星吸收,或者聚集形成行星。

  巨大质量恒星还与中子星的形成有关。在沃尔夫-拉叶星爆发之后,会留下一个高密度的中子星核。中子星的碰撞被认为是引力波的来源之一。

  其他巨大质量恒星

  R136a1是宇宙中已知质量最大的恒星,但它并不是独一无二的。2018年对蜘蛛星云(又称为剑鱼座30)的一项研究显示,R136a1并非特例;蜘蛛星云中还存在好几颗质量十分惊人的恒星。在寻找质量大于30太阳质量的恒星时,研究人员获得了不少发现。

  “在我们意识到蜘蛛星云拥有的巨大质量恒星数量远超过以往预计时,我们感到很困惑,并以为是哪里做错了,”英国牛津大学的天文学家法比恩·斯内德(Fabien Schneider)说,“我得说这在某种程度上是一个偶然的发现,当时我们关注的是其他问题。”

  斯内德和同事利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜对蜘蛛星云内大约800颗巨大质量恒星的质量和年龄进行了分析。他们发现,这些恒星中30太阳质量以上的恒星数量要比原先预计的多30%,而60太阳质量以上的恒星数量约比预计的多70%。

  “过去认为,质量超过150太阳质量的恒星无法形成,”斯内德说道。但是新研究指出,“很有可能质量达到200到300太阳质量的恒星也可以形成。”

  一些质量最大的恒星包括:

  ·R136c: 230太阳质量

  ·BAT99-98: 226太阳质量

  ·R136a2: 195太阳质量

  ·Melnick 42: 189太阳质量

  ·R136a3: 180太阳质量

  ·Melnick 34: 179太阳质量

  所有这些恒星都位于大麦哲伦星系的蜘蛛星云。R136a1在发现之后一直稳坐最大质量恒星的地位,或许还能保持一段时间。“考虑到这些怪物级恒星十分稀少,我认为这一新纪录难以在短时间内被打破,”克劳瑟说道。

  银河系中质量最大的恒星

  目前已知的大多数巨大质量恒星都位于绕银河系运转的大麦哲伦星系。其实,银河系也有自己的重量级恒星。HD 15558-A的质量为152太阳质量,是一颗O型星,旁边还有一颗较小的O型伴星。这颗巨大的恒星位于银河系主要螺旋臂之一的英仙臂,身处仙后座的心脏星云(IC 1805)。

  相对于其他恒星参数,HD 15558-A的质量显得特别巨大,这使一些研究者猜测它可能是一对双星,从而与其伴星形成一个三星系统。如果确实如此,那银河系的最大质量恒星就非NGC 3603-B(又称HD 97950B)莫属。与R136a1一样,NGC 3603-B也是一颗沃尔夫-拉叶星,是船底座旋臂中疏散星团NGC 3603的一部分。(任天)

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