我們能否找到最大和最小的恆星
美國趣味科學網站9月24日發表題為《宇宙中最大和最小的恆星是哪個?》的文章,作者是伊索貝爾·惠特科姆。全文摘編如下:就恆星而言,太陽引起很多人的關注。不僅是因為地球上的生命都圍繞著太陽生存,而且是因為它讓天空中的其他恆星相形見絀——至少從我們的角度來看是如此。
但是,如果你放大到廣袤的銀河系,太陽似乎就不再是個“大個子”了。事實上,太陽的個頭屬於平均值。那麼,宇宙中最大的已知恆星是哪個呢?
位於亞利桑那州弗拉格斯塔夫的洛厄爾天文台的天文學家菲爾·梅西說,這個問題的答案取決於你是在談論恆星的質量還是恆星的總體積——也就是說它佔了多大的空間。最重的恆星在物理尺寸方面通常並不引人注目,而體積最大的恆星往往是“輕量級選手”。這是因為隨著恆星年齡的增長,它們往往會膨脹,而質量在減少。梅西說:“這就像在談論人,個子最高的人可能不是重量最重的。”
假設你談論的是質量,梅西說,最高紀錄保持者是恆星R136a1。它位於離地球約16萬光年的大麥哲倫星雲——一個圍繞銀河系運行的小星系。這顆恆星的直徑相當於我們太陽的30到40倍,想像一下把一顆櫻桃放在比它重200多倍的巨大瑜伽球旁。梅西說,這顆恆星也相對年輕(大約有100萬歲,而我們的太陽有45億歲了),而且“沒有冷卻或膨脹多少”。
梅西說,如果說宇宙中最大的恆星是指直徑最大的恆星,那麼競爭者就有很多了。高居榜單的是盾牌座UY(UY Scuti)。根據2013年發表在《天文和天體物理學》周刊上的一項研究,這顆紅色巨星的直徑大約是太陽的1700倍。如果太陽是櫻桃,那麼盾牌座UY就是一個10層樓高的球體。但是,想要確定那些距離非常遙遠的恆星的直徑存在很多不確定性(盾牌座UY距離地球大約9500光年)。為了確定恆星的直徑,科學家需要知道這顆恆星產生了多少光,但由於距離的遠近令恆星的亮度會變化的緣故,所以這個數字很不靠譜。此外,梅西說,像盾牌座UY這樣的紅色超級巨星經常“變化”,這意味著它們的亮度會隨著時間的推移忽明忽暗,最終會出現巨大的誤差。
例如,2013年發表的那篇論文的作者說,盾牌座UY的半徑可能比估計值多或者少192個的太陽半徑。梅西說:“這些紅色超級巨星非常亂,因此很難建模,表面總是在運動。”
梅西說,其他周長差不多的恆星包括位於大麥哲倫星雲中的另一個紅色超級巨星WOH G64(2018年的一篇文章說它的年齡不到500萬歲)和大犬座VY(2011年的一篇文章說它的年齡約為820萬歲),均相當於太陽直徑的1500倍。考慮到不確定性,二者都有可能在個頭上超過盾牌座UY。梅西說:“不管怎樣,我認為這很酷。”如果這些恆星中的任何一顆取代了太陽系中太陽的位置,它們都會把每一顆內行星包裹起來,連木星也包括在內。梅西還說:“地球以及所有內行星都將被汽化。”
雖然我們的太陽可能不是宇宙中最大的恆星,但它當然也不是最小的恆星。那麼,已知最小的恆星是什麼?根據《天文學和天體物理學》周刊2017年發表的一項研究,這項榮譽屬於EBLM J0555-57Ab。研究報告的作者說,EBLM J0555-57Ab比土星小,勉強擠進恆星的範圍。質量較小的它無法維持其核心的核聚變,因此被歸為褐矮星——一顆消亡的恆星。
當然,宇宙是廣袤的,這些恆星只是位於我們臨近宇宙區域的恆星。梅西說,畢竟,我們無法測量銀河系另一邊的恆星大小,更不用說遙遠的宇宙了。他還說:“灰塵太多,光受到太多干擾。”梅西說,雖然盾牌座UY和EBLM J0555-57Ab接近恆星可能的大小的上限和下限,但我們仍然不知道恆星能有多大或多重。“我認為可能會有一些驚喜。”