如果用一個字來形容宇宙,大家會選擇哪一個字呢?我會選擇“大”。宇宙的不光是宇宙本身的浩瀚無邊,在宇宙中還一些天體大的讓我們難以想象。
浩瀚的宇宙
在日常生活中,我們在衡量一個物體的大小和距離的遠近時會用到一些長度單位。小一點的我們用釐米和毫米,大一些的我們用到米,再大一些我們就用公里。在地球上,最大的長度莫過於地球赤道的周長了。地球的赤道周長是40076公里。這個數字雖然很大,但也在我們的理解範圍內。
隨著我們將目光投向宇宙中,我們平常所用的距離長度單位就有些力不從心了。月球是距離地球最近的星球。它到地球的平均是384000公里。這個數字是地球赤道周長的9.6倍。太陽是距離地球最近的恆星。日地平均距離是1.496億公里。一個“億”字後面就是連著8個“0”。我們要是乘坐民航飛機去太陽差不多得需要19年的時間。
太陽和地球
日地距離已經是一個大的讓我們難以想象的數字了。宇宙中那些比太陽更加遠離地球的天體,它們到地球的距離數字更是大的令我們難以想象。例如,距離太陽最近的恆星——比鄰星,距離我們大約40000000000000公里。這是多少個“0”呢?看著真是眼花。難怪我們把這些數字叫做“天文數字”!
再也不能用公里來表示太陽系外天體到地球的距離了。於是科學家採用了一個更大的距離單位——光年。從字面意思上我們得知,光年就是光在宇宙真空中沿直線一年內走過的距離。1光年的距離有多長呢?我們可以計算一下,光速是30萬公里/秒,因此1光年的距離就是30萬公里×60秒×60分×24小時×365天≈94607億公里。
光年
有了光年做單位,地球到比鄰星的40萬億公里就變成了4.22年。看到這個數字,我們一下子感覺清爽多了。毫無疑問,1光年是一個非常龐大的天文數字。宇宙中天體之間的距離動輒幾光年甚至是幾百、幾千光年。那麼宇宙中的天體直徑大小有沒有超過1光年的呢?
太陽和八大行星
答案是肯定的。宇宙中存在著直徑超過1光年的天體的。太陽的直徑大約是139.2萬公里,是地球直徑的109倍。對於我們來講,太陽這樣的天體就已經是非常巨大的了。但是它的直徑是無法和1光年相比的。光僅需要不到5秒鐘的時間就可以穿過太陽直徑的距離。因此太陽的直徑僅僅有5光秒。
史蒂文森2-18
那麼,直徑超過1光年的天體會是恆星嗎?目前已知宇宙中最大的恆星叫做史蒂文森2-18。根據天文學家的觀測,史蒂文森2-18的直徑大約是太陽的2150倍。也就是大約30億公里。如果我們把它放到太陽系中心太陽的位置上,它的半徑就會延伸到土星軌道附近。即便是這樣,它的直徑還是無法和1光年相比的。光只需要大約2.8小時就可以穿越它的直徑距離。
史蒂文森2-18,宇宙中這顆已知的體積最大的恆星的直徑也不過是2.8光時,才0.3‰光年。看來宇宙中的恆星的直徑不可能有超過1光年的。
星雲
那麼,宇宙中直徑超過1光年的天體是哪一些呢?就是星雲。星雲是由稀薄氣體和塵埃構成的天體。星雲的質量非常的大,有的甚至有好幾個甚至是上千個太陽的質量。擁有龐大大質量的星雲由於密度非常的小,造成了它們的體積非常的龐大。因此它們的直徑可以超過一光年。一些星雲的直徑甚至有20光年左右。
北美洲星雲
例如,這片星雲叫做北美洲星雲。它的形狀看上去就像是北美洲一樣。這片星雲的跨度大約是15光年,距離地球大約2200光年。這是一個巨大的恆星製造工廠。在這裡有大量的年輕的恆星誕生。
蟹狀星雲
這片星雲叫做蟹狀星雲。它距離地球大約6500光年。蟹狀星雲的形成源自一次超新星爆炸。這次超新星爆炸發生於1054年。它最早被我國北宋時期的天文學家楊惟德發現。到如今我們在觀測它時,它已經在宇宙中擴散到了12×7光年的範圍了。其中最寬的地方差不多是地球到天狼星的距離。可見蟹狀星雲的擴張速度有多快!
星雲在宇宙中千姿百態,沒有固定的形狀,但它們卻是宇宙中最大的天體。而比星雲更大的星系則屬於天體執行系統,不能算是單個的天體了。因此,宇宙中直徑能夠達到1光年的天體非星雲莫屬。