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  • 1 # 科技和生活

    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裡推進,於是恆星就會核心收縮、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-氧核心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階的階段,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。

  • 2 # 火星一號

    在目前已知的所有恆星中,盾牌座UY的體積最為龐大,將近太陽的50億倍,儘管它現在的質量只有太陽的7至10倍。不過,盾牌座UY最初並沒有這麼大的體型,它是因為耗盡了核心中的氫之後膨脹為紅特超巨星。那麼,最初的盾牌座UY會有多大呢?

    根據盾牌座UY目前的光度和表面溫度來估算,這顆恆星的初始質量大約為太陽的25倍,這意味著它是一顆大質量恆星。對於大質量恆星,根據零齡主序星(ZAMS)模型,恆星在形成之初的半徑和質量存在如下的關係:

    其中R和Rs分別表示恆星和太陽的半徑,M和Ms分別表示恆星和太陽的質量。

    由此可以計算出盾牌座UY的初始半徑約為太陽的7.3倍,盾牌座UY的初始體積不到太陽的400倍。可見,盾牌座UY在演化成紅特超巨星的過程中,經歷了劇烈的體積膨脹,現在的體積超過了最初的1000萬倍。

    目前的盾牌座UY已經消耗完核心中的氫,正在進行氦核聚變。由於氦比氫更重,更為強烈的引力坍縮效應使得核聚變反應速率變得更快,在單位時間內產生的能量更多,輻射壓更強,所以體積會比原來大得多。

    由於盾牌座UY的體積太大,它的引力已經難以束縛住外層的物質,所以它正在大量流失物質,每年損失的質量可達太陽的十萬分之六,這意味著每隔10萬年就會損失掉6個太陽的質量。

    隨著核聚變反應的不斷進行,經過數十萬或者數百萬年後,盾牌座UY的核心中將會合成出鐵元素。由於鐵核聚變是吸熱反應,進一步的核聚變反應將無法維持,輻射壓和重力的平衡會被打破,盾牌座UY將會爆發成超新星,核心則會坍縮成黑洞。

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