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回顾:2万光年外的庞然大物,体积远超「盾牌座UY」,相当于百亿个太阳

2024-04-26科学

综述

宇宙的辽阔与奇妙我们永远都探索不完,它包含了无数的天体,恒星就是十分重要的一种。所谓的恒星,就是像太阳一样的「大火球」,为宇宙中的其他天体提供光和热。 #图文万粉激励计划#

恒星的种类和形态也是多样的, 有的小如地球,有的大如太阳,甚至还有超过太阳千倍的。今天我们就来讲一颗特殊的恒星, 或者应该叫它 「红超巨星」。

什么是红超巨星?

红超巨星则是一类独特的恒星。 它们的光谱类型通常为K或M,表明其表面温度相对较低,约为3000到4000开尔文,因此呈现出红色或橙色的光芒。

而它们的亮度等级为I,这意味着它们的表面重力相对较小,体积庞大,是宇宙中体积最庞大的恒星类型之一。

这是特殊的恒星在自己的一生中必定会经历的变化过程,因为只有质量较大的恒星才有可能成为红超巨星。这些恒星在核心燃烧氢的过程中,会释放出大量的氦。

当氢耗尽时,核心会收缩,温度升高,开始燃烧氦,产生碳和氧。 恒星的外层会因核心辐射压力而膨胀,形成一个巨大的红色外壳,这就是红超巨星的形成过程。

红超巨星是宇宙中最明亮的恒星之一, 它们的亮度甚至可以超过太阳数十万倍,甚至数百万倍。 它们是恒星核合成的重要场所,能够产生铁以外的所有元素,为宇宙中的元素多样性做出重要贡献。

「史蒂文森2-18」的发现和特征

"史蒂文森2-18"是一颗显著的红超巨星 ,其规模和亮度在已知的红超巨星中居于领先地位,成为宇宙中最庞大的恒星之一。

这颗恒星是于1985年由美国天文学家Stephenson和Sanduleak在一次深度红外线巡天中发现的。

它位于距离地球约2万光年的"史蒂芬森2号"星团内,这是一个由约20颗红超巨星组成的开放星团,也是银河系中最密集的红超巨星集团之一。

"史蒂文森2-18"在这个小家庭中显得最为突出,亦是银河系中最耀眼的红超巨星之一, 其亮度约为太阳的44万倍。

这颗恒星的主要特征在于其巨大的体积。 直径就已经是太阳的两千多倍了,而它的体积更是达到了百亿倍之巨 ,比之前人类探测到的盾牌座UY还要大得多。

其庞大的体积已经超越了恒星演化理论的预测,是一颗表现十分极端的恒星,其存在为我们提供了研究恒星物理极限的宝贵机会。

对它的探索

对于这颗星球开展进一步的观测目前来说比较有难度,主要因为它离我们太远了,而且所处的地方也不太方便。

「史蒂芬森2号」星团内富含尘埃,可见光会被大量吸收 ,使得我们无法用肉眼观测到它的存在。只能通过红外线波段的探测来发现它,然而,这种探测方式误差很大,我们现在对它的了解几乎全是基于推测。

例如, 天文学家们猜测其外层有复杂的尘埃壳层, 化学成分会存在一些异常,动力学表现有明显的不稳定迹象,这些变化表明它可能正经历重要的演化阶段。

这颗星球对我们的影响

作为一颗即将步入晚年的红超巨星,它的核心将会产生强烈的辐射压力,导致其外层不断膨胀, 同时核心将持续进行重元素的合成,直至产生铁。 在未来几百万年内,它将耗尽核燃料,最终崩塌形成一个超大的黑洞,并释放出巨大的能量,引发一次超新星爆发。

这次超新星爆发将为宇宙中的元素多样性做出重要贡献。在爆发过程中,有可能产生除了铁 以外的所有元素,包括金、银、铂等稀有金属。

这些元素将随着爆发物质的扩散而散布到宇宙中,为其他天体的形成提供重要原料。地球上许多重元素就是来源于这种天体现象。

此外, 超新星爆发还将对周围的星际介质和星团产生重大影响 。在爆发过程中释放出的巨大能量和辐射将对周围的气体和尘埃产生冲击,改变其密度和温度。这些变化将影响其他恒星的形成,也将影响其他天体的轨道稳定性。

该恒星形成的黑洞也可能成为探测引力波的目标。引力波是一种由于时空扭曲而产生的波动,是对广义相对论的有力证明。

它可以由于大质量天体的加速运动而产生,例如两个黑洞的合并。 2015年人类首次探测到引力波是物理学史上的重大突破,为我们观测宇宙提供了新的窗口。

引力波还可以揭示一些电磁波无法观测到的信息,例如想要了解黑洞到底是怎么回事,目前最好的方法就是观测引力波。

这颗星球形成的黑洞可能会是一个超大质量黑洞,其质量可能超过太阳的40倍 ,还可能具有快速旋转或强烈磁场等特殊属性。在它与其他黑洞或中子星的相互作用中可能会产生引力波信号,这些信号可能会被地球上的引力波探测器捕捉到 ,帮助我们更好地了解其性质。

结语

这颗星球的存在,不仅让人类对恒星物理学有了更加深刻的认识,也是对宇宙中奥秘的一次探寻。

我们对它的观测研究,既可以拓展我们对恒星演化的理解,也为我们打开了新的未知领域。或许,在未来的探索中 ,我们将能更深入地了解这颗遥远的星球,揭示宇宙中更多的谜团和奥秘。