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  • 1 # 火星一號

    在目前已知的恆星中,R136a1是質量最大的恆星,它的質量高達太陽315倍。如果R136a1位於距地球4光年的地方,我們會看到怎樣的景象?R136a1的引力會對地球造成影響嗎?

    R136a1形成於大約150萬年前,目前處在主序階段,正在進行氫到氦的核聚變反應。然而,R136a1就像太陽一樣已經“年過半百”,它的壽命僅為300萬年。這是因為質量越大的恆星,消耗燃料的速率更快,所以壽命反而越短。

    對於主序階段的恆星,質量越大,意味著單位時間內產生的能量越多,所以R136a1也是熱光度最高的恆星,它每秒釋放出的能量可達太陽的871萬倍。然而,R136a1不是銀河系中的恆星,而是遠在16萬光年外的大麥哲倫星系之中,所以我們在地球上無法透過肉眼看到這顆恆星。

    雖然R136a1的熱光度非常高,但肉眼只能看到可見光波段的電磁波,R136a1的視光度並沒有熱光度那麼高,約為太陽的15萬倍。也就是說,在同樣的距離之下,R136a1看起來的亮度是太陽的15萬倍。理論上,R136a1至少要距離地球2.14萬光年時,我們才能透過肉眼看見它。

    即便R136a1在兩萬光年外,也能透過肉眼看到,所以這顆恆星十分明亮。要知道,我們在夜空中透過肉眼就能看到的恆星距離地球大都沒有超過1000光年,最遠的可能也只有1.6萬光年。

    但如果R136a1距離地球只有4光年,它看起來有多亮呢?

    透過計算可知,位於4光年外的R136a1的視星等為-12.65等,這個視亮度已經接近滿月。如果大家在環境非常好的地方看到過金星,一定會驚歎它那耀眼奪目的星光。而R136a1的視亮度是金星最亮時的1230倍,所以這顆恆星將會閃耀夜空,它能夠像滿月那樣照亮夜晚。事實上,R136a1亮到在白天也能直接透過肉眼看到它,太陽也無法遮蔽它的耀眼星光。

    R136a1的引力會影響地球繞太陽公轉嗎?

    儘管R136a1的質量非常高,但它的引力對於太陽系的影響微乎其微,因為4光年的距離還是太過於遙遠。根據牛頓的萬有引力定律,引力大小與質量之積成正比,與距離平方成反比。

    R136a1的質量是太陽的315倍,但R136a1與地球的距離是日地距離的25.3萬倍,所以R136a1對地球的引力作用只有太陽的兩億分之一。因此,地球還是會受到太陽的引力束縛而繞其公轉,來自R136a1的引力作用可以忽略不計。

    R136a1的死亡

    雖然R136a1的引力不會影響到地球,但它的死亡將會嚴重威脅到地球上的生命。由於R136a1的質量極高,它最終很可能會爆發成極超新星,能量比普通超新星高出100倍,核心將會坍縮成黑洞。如果R136a1演變成不穩定對超新星,它最終就連黑洞都不會留下,而是會完全消散成星雲。

    理論上,距離地球50光年內的超新星會對地球生命造成致命打擊。因此,位於4光年之外的地球將會遭受R136a1伽馬射線暴的近距離打擊,大氣層被摧毀,地表被致命輻射炙烤,地球上的生命將會毀於一旦。

  • 2 # 星辰大海路上的種花家

    假如R136a1在距地球4光年處,會怎麼樣?

    大麥哲倫星系蜘蛛星雲中的R136a1有一個如雷貫耳的稱號:已知質量最高的恆星,這是一顆超出了愛丁頓極限的恆星,從理論上來看它就不應該存在,但它不僅誕生了,而且正在劇烈的放出光芒!

    關於宇宙中質量最高的恆星R136a1

    大麥哲倫星系的蜘蛛星雲是一個產出大質量恆星的風水寶地,R136a星團中的1、2、3都在這裡,每一顆都是超過愛丁頓極限、太陽150倍質量以上的恆星!

    蜘蛛星雲放大至R136a超星團,R136a1、R136a2和R136a3位於右下方

    R136a1是英國謝菲爾德大學的天文物理學教授保羅·克勞瑟的研究小組在2010年7月釋出的,他們利用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡VLT和哈勃空間望遠鏡的資料,透過全像的斑點干涉測量解析發現了R136a這個高密度的星團,這些恆星表面溫度高達40000K,是太陽的7倍以上!

    中心R136a1和其附近的恆星

    而R136a1的溫度則超過了50000K,經過測量它的質量大約為太陽的265倍,大小則是太陽的35倍,光度這超過了太陽的870萬倍,但根據其當前丟失物質的速度計算,在它誕生初期,質量可能高達太陽的320倍以上。

    關於愛丁頓極限

    恆星和行星都是靜力平衡的天體,但與恆星不一樣的是,恆星的核心存在核聚變,其強大的能量釋放會產生向外的輻射壓,以支撐恆星不坍縮,這就是主序階段的恆星穩定燃燒的原因,到了紅巨星階段就是輻射壓超過了引力坍縮,恆星逐漸膨脹,而超新星爆發則是核心發展了鐵核,核心失去了輻射壓,外殼坍縮撞擊核心,引發超新星爆發!

    所以穩定的輻射壓很重要,但它與恆星的質量相關,質量越高,核心的引力坍縮致溫度也就越高,核聚變燃燒也就越劇烈,即使在主序星階段,核心也開始蠢蠢欲動,恆星表面物質將被超強的恆星風帶離恆星,造成大量物質丟失!

    因此恆星的質量極限大約在150個太陽質量,這就是英國物理學家愛丁頓名字命名的愛丁頓光度極限,超過則輻射壓會引起物質大量丟失,自然狀態下,150倍太陽質量以上的恆星是不可能產生的,這是恆星的發光機制決定的,其實如果不發光,那麼質量更小,天體超過奧本海默極限的3.2倍太陽質量,就坍縮成黑洞了!

    為什麼R136a1還會存在?

    天文學家猜測,它可能是多顆恆星合併而成的,這和R136a高密度星團有關係,一般在原始星雲中誕生雙星和多星期是非常普遍,反而像太陽那樣的恆星卻很少見,因此這就有了合併產生R136a1這顆超級恆星的機會!

    看來是作弊產生的,不過存在即合理,也確實大大拓寬了天文學家的視野,原本他們一直認為超過150倍太陽質量的恆星是不存在的!

    假如R136a1在比鄰星位置,地球會怎麼樣?

    那麼亮的R136a1,按理應該很容易找到才對,為什麼從來沒聽說過有那麼亮的恆星?其實大麥哲倫星系距離我們至少有16.5萬光年,因此像R136a1那麼亮的恆星,看起來的只有12.77等,肉眼能極限看到6等,這個12.77比肉眼能看要暗500多倍!

    假如將R136a1放到比鄰星,地球上會變怎麼樣?

    地球會變成咋樣,算算就知道了,第一個影響是,它會變多亮?根據絕對星等公式換算下即可

    視星等和絕對星等換算

    經過計算,R136a1在比鄰星的位置時星等約為-12.65等,這個大約是滿月的亮度略低,但它要比滿月刺眼得多,因為這是一個點光源,而滿月則是面光源。

    另一個問題則是,它的引力會影響地球嗎?其實根據希爾球就可以知道,地球並不會受到四光年外的R136a1引力影響,因為它對地球的影響只有太陽的兩億分之一,所以各位還是沒法洗洗睡,因為R136a1如果在4光年外超新星爆發,那就不得了了!

    R136a1超新星爆發有多厲害?

    R136a1的未來是極超新星,能量超過普通超新星爆發的100倍以上,核心將坍縮成黑洞,或者R136a1發展成不穩定對超新星,那麼連黑洞都沒有,265倍太陽質量的恆星將徹底在超新星爆發中飛散!4光年外星雲擴散物質對太陽系的直接衝擊比較難評估,但爆發的光輻射和伽馬射線輻射,將會讓地球徹底毀滅!

    一般認為100光年內的超新星爆發的伽瑪射線即可滅絕地球生命,如果在4光年外爆發,那麼地球將遭受全波段輻射,估計能燒焦地球好幾次,甚至連伽馬射線破壞DNA都不用考慮了,因為地球已經被燒焦了!

    所以把R136a1搬過來絕對不是一件好事!

    最右側為盾牌座UY

    最後提醒下,盾牌座UY只是已知最大(直徑大約和土星軌道直徑差不多),不過它質量只有太陽的7-10倍,而R136a1卻是其巨大質量,直徑並不大!

  • 3 # 優美生態環境保衛者

    假如R136a1在距地球4光年處,會怎麼樣?

    自從人類發明望遠鏡特別是可以進行深空探測以來,對地外恆星的觀測一直都是科學家們瞭解宇宙星體執行規律、探索宇宙來源的重要依據和有效渠道。從上世紀60年代開始,科學家們在大麥哲倫星雲中發現了特別明亮的區域,而後證實這個異常明亮的區域是由若干恆星群所組成,其中R136a1是其中最大最亮的一顆,也是人類目前發現最大質量的恆星。

    關於R136a1的有關特徵

    大麥哲倫星系和小麥哲倫星系是我們銀河系的兩個伴星系,它們以距離銀河系非常近的距離共同和銀河系一起圍繞著一個巨引源執行,其中大麥哲倫星系距離地球16萬光年,從地球上用肉眼可以直接看得到它,視直徑可以達到月球的6倍以上,其中核心區異常明亮。

    透過天文觀測,科學家們發現在大麥哲倫星系的中心地帶,有許多質量較大、且非常明亮的恆星,科學家們把這個區域劃分為三個部分,即R136a,R136b,和R136c,其中在R136a區域中,有至少200多顆亮星,後來,透過斑點干涉測量解析,測量到星團的整體溫度高達4萬K左右,亮度超過太陽的幾百萬倍。

    而且發現,在R136a區域中,至少有3顆恆星的質量大到出奇,甚至超過了太陽質量的150倍之多,而其中的R136a1更是佼佼者,其表面溫度高達5萬K,質量可能達到太陽的260多倍。

    埃丁頓極限及R136a1的形成猜測

    這裡不得不提一下埃丁頓極限。宇宙中的萬事萬物都會有其相應的極限,無論是溫度、速度,還是星體的質量,都會在不同程度之間呈現一定的狀態,而且不會超出上下界限的束縛,恆星當然也不例外。我們知道,當一個星體的質量大於0.08倍太陽質量時,就會引發內部核聚變反應,形成恆星,而當恆星主序期結束之後,殘餘質量仍然大於太陽質量的3.2倍時就有可能會坍縮形成黑洞。

    而恆星能夠維持自身穩定的原因,主要是向外的輻射壓與向內的重力作用相平衡。恆星的質量越大、內部溫度越高,其核聚變的強度就會越大,所釋放的能量也就越多,這些能量有相當部分被恆星內部的物質所吸收,使得組成物質的微觀粒子動能明顯提升,向外的輻射壓就會增大,這部分壓力與恆星外殼重力始終處於一種動態的平衡,才得以使恆星的外形保持穩定。而當恆星的質量很大時,核心聚變的程度會更加劇烈,核心釋放的能量就會超過向外輻射出去的能量總和,向外的輻射壓激增,從而推動外層物質更容易脫離引力束縛而被拋散到宇宙空間中,從而恆星就愈發不穩定。

    據埃丁頓推測,當恆星質量達到太陽質量的50倍時,這種不穩定趨勢就會呈現比較明顯的趨勢,而達到150倍太陽質量時,這種向外的輻射壓力將會引發非常巨量的恆星物質被剝離出去,恆星也就會發生解體,這個極限被天文學界稱為埃丁頓極限。

    R136a恆星團中的3顆大恆星,其質量都超過了150倍太陽,按理說都不應該存在,然而事實擺在這裡,科學家們對此又進行了深入研究,推測出這3顆恆星不是完全在自然狀態下依靠吸聚星際物質形成這麼大的質量,而是在後期演化出的眾多恆星中,透過相互之間的碰撞組合成了更大的恆星,這也與R136a恆星系團非常密集的現狀相吻合。只不過R136a中的這3顆恆星,其質量遠超埃丁頓極限,因此恆星內部極為不穩定,物質“丟失”現象非常嚴重。

    如果將R136a1放入距離地球4光年之處

    將這麼大質量、亮度這麼高的一顆恆星,放到距離地球4光年之外,也就是大約比鄰星的位置,那麼對地球的影響,我們可以從最直接的幾個方面加以簡要分析:

    一是在亮度上。R136a1由於核心劇烈的核聚變程度,要比太陽猛烈上百萬倍,因此其熱光度值也將比太陽強上百萬倍,但由於我們人眼只能接收到恆星輻射光線的可見光部分,因此,視光度要比熱光度低上許多,但仍然要有10多萬倍。但是由於它距離地球的距離實在太遠,根據計算,其視星等的數值為12.7左右,而我們的肉眼能夠看到星體的視星等的極限為6,所以在現有位置上我們看不到它。如果將其移近到距離地球4光年之外,我們就可以應用絕對星等和視星等之間的換算關係,計算出此時此地地球上肉眼觀測到的視星等為-12.6左右,要比滿月時的亮度稍大一些,屆時我們在夜空中甚至白天都可以非常容易地看到它。

    二是在熱輻射上。由於R136a1內部核聚變程度非常大,其釋放的恆星輻射也將比太陽表面多得多。那麼,在4光年處,對我們地球的溫度會帶來哪些變化呢?我們可以根據光波在自由空間中的能量損耗規律,從太陽現在的位置出發,倒推到4光年之外,看能量損耗的程度與百萬級別倍數的關係。光波自由傳輸的公式為:I=(I")*e^(-μd),其中I、I"為光線傳輸之後和之前的光強度,μ為光線的線性衰減係數,d為介質的厚度。在距離地球4光年處,其距離長度將是日地距離的26.7萬倍左右,因此在這個距離下衰減後的能量與之前相比將是百億級別,遠大於恆星對於太Sunny強的百萬級別,因此透過熱輻射照到地球上的光線能量將微乎其微,根本不會對現有地球溫度產生影響。三是在引力上。按照萬有引力公式:F=GMm/(R^2),如果將R136a1放到地球4光年之外,那麼地球上受到其引力的數值,與太陽對地球的引力作用相比,其比值將是(Ma1/M日)/(Ra1/R日地)^2,約為太陽引力的4.9*10^(-9),這個引力值對於太陽系內各個星體的引力干擾也是微乎其微,地球的軌道也不會因為放入的這顆行星而發生改變。

    總結一下

    即使是將目前觀測到的最大質量的恆星-R136a1放到距離地球4光年之外,雖然看上去比原來的16萬光年要近上許多,但4光年的距離,只是會引發恆星的視星等發生明顯改變,在地球上觀測到這顆恆星非常容易而且異常明亮,除此之外,不會對地球接收到的恆星輻射能量以及引力產生明顯變化,地球的溫度也不會提升,執行軌道也不會發生變化。不過,需要注意的是,由於R136a1的質量巨大,內部核聚變反應異常強烈,物質消耗速度也比一般恆星要快得多,因此,百萬年之後,這顆恆星能夠參與核聚變的物質將消耗殆盡,最終迎來一場超大規模的超新星爆發,而距離4光年的地球,將會在這場超新星爆發中,被爆發帶來的巨量高能射線和輻射所摧毀,雖然固態的地球沒事,但上面的生命終將一無所剩。值得慶幸的是,這顆巨大質量的恆星畢竟實際上離我們非常遙遠,這種情況是不會發生的。

  • 4 # 兔斯基聊科學

    R136a1是一顆恆星的名字。這個名字怪怪的恆星在宇宙中可是相當有名氣的。它是我們已知的質量最大的恆星。

    圖示:R7136a1

    R136a1這顆恆星具體是什麼情況呢?它位於銀核心身邊的衛星星系大麥哲倫星系中的蜘蛛星雲中,距離地球大約有16.3萬光年。這顆恆星的質量有多大呢?科學家估計它的質量大約是太陽質量的256倍~315倍。即使我們按照它的質量估計值最小值來和地球質量比較的話,它也是地球質量的8448萬倍。

    R136a1的質量這麼大,它的直徑也不小。它的直徑是太陽直徑的29.8~35.4倍。太陽的直徑是1392000公里,那麼R136a1的直徑大約是4000萬公里到4900萬公里。同時,它的亮度是太陽的871萬倍,是宇宙中已知的最明亮的恆星之一。

    圖示:恆星尺寸比較

    那麼如果把這麼大的一顆恆星放到距離地球4光年的地方會怎麼樣呢?為什麼要放到距離地球4光年的地方呢?是不是因為在距離地球4.22光年的地方有一顆恆星——比鄰星。它是太陽在宇宙中的恆星鄰居。然而比鄰星是一顆暗淡的紅矮星,我們無法用肉眼直接看到它。

    因此,如果將質量最大,亮度最亮的恆星R136a1移到比鄰星附近。我們在地球上會看到它麼?有多亮呢?

    首先,R136a1雖然質量非常大也非常明亮,但是由於距離的原因,R136a1的視星等亮度只有12.23,我們在地球上也是無法用肉眼看到它的。但是R136a1的絕對星等是-8.09。絕對星等就是假設把恆星放在距離地球32.6光年地方觀測到的它的亮度。這個亮度就要比金星還要亮40多倍。因此如果我們把R136a1放到4光年左右的比鄰星位置,它將會更加明亮。

    圖示:R136a1 和太陽比較

    它會有多亮呢?我們透過計算可以得知R136a1在比鄰星的位置是的時候星等亮度是12.53。這和滿月時的亮度差不多。也就是說,在這種情況下,地球上夜晚也就要明亮多了。特別是十五月圓的時候,幾乎就和白天一樣了。這樣晚上真的是省了不少照明用電啊!

    不過,要是在地球附近出現一顆質量這麼大的恆星可不是什麼好事。像R136a1質量這麼大的恆星的生命週期都是非常短暫的,它們往往只有幾百萬年的壽命。在生命的末期,R136a1就會發生超新星爆炸變成一顆中子星或者是黑洞。

    圖示:超新星爆炸

    如果是這樣,那麼對地球上的生命來講可是致命的災難!所以,大個子恆星還是離我們遠點好啊!

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