宇宙是多么的大? 地球是多么渺小? 在太阳系之外还有一个巨大的天体——银河系。它究竟是什么样的呢?它到底有多长?天文学家们一直以来都不太清楚。直到20世纪60年代。 迄今为止,我们还没有一个人对宇宙边界进行过探索,宇宙边界可能比我们想象的还要大。
宇宙中有许多天体比地球更大。
太阳系天体体积排地球第六
太阳作为太阳系最大的太阳,你知道太阳比地球大多少倍吗? 太阳是由两颗巨大而又神秘的行星组成:一颗叫火星;另一颗叫木星。它们之间有大约30亿千米长的距离。如果把地球看成一个球体的话。那么。 足有130万倍。
太阳的直径比地球大109倍
那个宇宙最大天体与太阳比起来多大? 天体寿命与什么相关? 我们能看到的星星到底有多少?我们能听到的声音是多么巨大……这些问题都是科学家们一直想知道,也一直想弄清楚的。那么,究竟是谁在操纵着宇宙呢? 天体越大,寿命就越长吗?
下一步让我们看看“哪位”是宇宙中最伟大的天体,根据研究表明,能容纳18亿太阳的盾牌座——UY,在其面前算不了什么。
盾牌座UY曾是宇宙中最庞大的恒星
太阳系中最大行星为木星,比木星大的行星为太阳。
但是当我们把注意力集中在银河系上时,我们看到太阳也不过如此大。
17世纪波兰天文学家扬赫维留斯首次发现盾牌座UY,距地球约9500光年,并把它记录到星图中。
盾牌座UY盾牌座UY(盾牌座UY)红色超巨星
至1860年德国天文学家在波恩天文台又发现了盾牌座UY并将它编在伯恩星表上,当时仍用BD-12°5055命名。
约2年后,天文学家观察到其亮度下降,并判定其属新变星。
此后它才正式定名为盾牌座UYUYScuit,成为盾牌座中发现的第三十八颗变星。
天文学家很早就观察过它的尺寸,并得出结论:盾牌座UY能容纳至少50亿太阳。
盾牌座UY与太阳相比
由于盾牌座UY是脉动变星之一,脉动周期约为740日,其准确尺寸将因亮度而异。
加之这颗恒星周围布满了尘埃与气体,这就使人们更难以对它进行观测。
随着科技与观测设备的不断发展,天文学家们再次观察盾牌座UY尺寸,发现其尺寸发生了变化。
它的半径约为太阳的1708+-192倍,按半径来算,估计仅能容纳约18亿太阳。
自从它被发现后,盾牌座UY凭借它超大的尺寸稳居宇宙最大恒星之首,至少到了2012年。
盾牌座UY体积很大,密度很低,状态也比较不稳定
宇宙中最伟大的恒星已经易主
宇宙这么大,天文学家们每天都会对不同恒星进行观测,没错,就是那些比盾牌座UY还大的物体。
1990年,天文学家用深红外勘测资料在盾牌座上找到了疏散星团斯蒂芬森2号。
盾牌座里也有几个像这种疏散星团,每个星团里都有几个像盾牌座UY一样的红超巨星。
天文学家们在2012年也观测到57颗红色超巨星,史蒂文森2-18尤为引人注目。
史蒂文森2—18
天文学家们估计了它的尺寸,以为半径约是太阳半径的2150多倍,这就意味着它能容纳近100亿太阳。
若把它放大到太阳系中心,那么它的光球层便能吞噬土星的全部轨道。
据估计史蒂文森2-18距地球约19000光年,所以其尺寸实际上有些偏大。
但无论如何,盾牌座UY对其来说,都不值得一提。
史蒂文森2—18与盾牌座UY相比
宇宙中最大的天体
对于两颗恒星尺寸的对比,我们还只在恒星列表上做了一下,并没有考虑到质量。
因为宇宙中的许多天体,就其距离,位置及分布状况而言,其体积看来比质量更难以计算。
宇宙大质量恒星
所以现在我们讲天体的大小,主要是从其质量上来考虑。
何谓天体
天体范围很广,凡是宇宙空间里实际存在的物质都算得上天体,其中包括宇宙星体及星际物质。
当天文学家观察太阳系的时候,他们会发现恒星,行星,卫星,彗星,流星体。
后来在对银河系进行观测的过程中,人们发现了其它的恒星,星团,星云乃至黑洞。
黑洞概念图
其中天文学家根据已知的观测结果,将几乎每个天体按其大小排列成一个整体,然后将所观测的全部天体组合起来,发现宇宙中最庞大的天体。
盾牌座UY品质
虽然盾牌座UY曾是宇宙中最伟大的恒星之一,但其质量小得惊人。
盾牌座UY周围未发现可见伴星,所以无法通过伴星引力干扰测量其质量。
但是天文学家们仍然估计了它们的质量,并认为它们仅比太阳大7~10倍,这就意味着它们是一个庞大的气态行星。
海王星是一颗气态星球
比起盾牌座UY,它又大又实
在此基础上可以看到,虽然有许多天体体积不如盾牌座UY,但其质量能使盾牌座UY与之相媲美。
例如,BAT99-98是恒星中已知最大质量的恒星,比太阳大226倍。
而天文学家们则在每一个星系团里发现了一个超大质量物体:黑洞。
黑洞可说是许多超大质量恒星所属的一种,它们通常具有超大密度及超强引力场,让许多宇宙天体聚集于此。
人类第一张黑洞照片
TON 618
目前可观测宇宙中天文学家所观测到的质量最大的黑洞是猎犬座TON618黑洞,其质量约为660亿太阳质量。
1957年天文学家第一次观察到了TON618,但与所观察到的黑洞或者恒星等其它星体不同,TON618是一个很难令天文学家判断的形状。
直到20世纪60年代天文学家才把这种具有极亮表面、连续光谱和强发射谱线、因光学体微小而很难与恒星区分开来的天体命名为类星体。
“宇宙灯塔”——类星体
1970年天文学家对博洛尼亚无线电波进行研究时发现TON718所发出的无线电波证明是类星体。
天文学家们接着根据其光谱算出其绝对星等为-30.7,等于太阳亮度1.4×1012。
因为观察TON618光谱具有十分宽广的谱线,这就意味着其外层气体以每秒7000千米的超快速度移动,因此其中心必须能产生强大引力。
TON618宽谱线区可根据它所发出的光度来获得,而万有引力定律最终显示它是宇宙中迄今为止质量最大的黑洞。
TON618黑洞
天体愈大,寿命愈短
宇宙中的天体不会永远存在下去,许多系外天体在我们目前所观察到的情况下已被确认为死亡。
那么,天体的寿命与什么有关系? 天文学家认为:1.恒星的年龄在很大程度上决定了宇宙中生命存在的时间;2.恒星的密度是影响其生存周期的主要因素之一。 以恒星为例,其寿命与质量有着直接的联系。
恒星的生命
一颗恒星由于它的质量不同,寿命由数百万年至数万亿年,质量大的恒星反而会“死亡”较快。
据观察,盾牌座UY已处于晚年时期,寿命进度为90%,这意味着在不久之后,由于超新星的质量爆炸而变成中子星或者黑洞。
超新星爆炸概念图
宇宙中的恒星首先是从原始星云中原恒星进化而来的,原始星云由于引力坍缩为原始恒星,按其质量分为主序星与褐矮星。
这些褐矮星的质量比太阳小0.08倍,达不到氢核聚变温度,但是最后却通过合并氘元素在宇宙中逐渐死亡和冷却。
恒星则是主序星,因为它的质量可分为红矮星,红巨星及超巨星。
在主序星阶段,恒星由于中心核反应压力与恒星本身重力平衡而比较稳定。
这些恒星将继续在里面燃烧物质,首先燃烧的是氢气。
恒星燃烧爆炸的概念图
若恒星中心温度与密度愈高,氢气燃烧速度愈快,二者均与恒星质量密切相关。
因此作为一颗红矮星,主序星由于质量小、温度低,会更缓慢地燃出里面的氢气,使得它在主序阶段的停留时间最长。
例如,太阳是主序星中较小的一颗恒星,在主序星阶段可停留100亿年。
太阳的质量很小,但寿命很长
另外两颗红巨星与超巨星则会更加迅速地燃烧内部元素,并且越长越死。
天文学家们已经算出了一颗比太阳质量大十倍的恒星在主序阶段的停留时间可能只剩下大约1000万年。
对宇宙的天体来说,其寿命就是这样。