科學家發現宇宙中最小「太陽」,只有土星大小,億萬年後仍在發光

2020-12-22 兔斯基聊科學

太陽是距離地球最近的一顆恆星。它為我們帶來了光明和溫暖。它對於我們來講非常的重要。在古代人們經常說「天無二日,民無二王」把太陽放在了至高無上的位置上,甚至當作神靈來崇拜。

天上真的只有一個太陽嗎?天上當然只有一個太陽,太陽是距離我們最近的那顆恆星的名字嘛。不過在宇宙中和太陽一樣的自己能夠發光發熱的恆星卻有無數個。就拿銀河系來說吧,銀河系中就有大約1500億到4000億顆恆星。我們在夜空中看到的星星絕大多數都是恆星。它們是遙遠的「太陽」。

太陽

恆星都是非常大的。就拿太陽來講,它的直徑是地球的109倍,體積是地球的130萬倍,質量是地球的33萬倍。然而太陽在恆星家族中並不是最大的。在宇宙中有不少恆星比太陽大了許多倍。例如,夜晚星空中最明亮的恆星天狼星的就比太陽大。天狼星的質量是太陽的2倍,體積是太陽的5倍。而位於獵戶座的參宿四體積更大,它大約有7億個太陽那麼大。目前科學家發現的體積最大的恆星叫做盾牌座UY。它足足有45億個太陽那麼大。而目前人類已知的質量最大的恆星叫做R136a1。它的質量大約是太陽的265倍。

質量最大的恆星R136a1

然而在宇宙中還有一些恆星卻比太陽小很多。例如距離太陽最近的恆星比鄰星就是一顆比太陽小的恆星。比鄰星距離地球只有4.22光年,但是我們無法用肉眼看到它。原因就在於它太小了。比鄰星的直徑只有太陽的七分之一,質量是太陽的八分之一。

太陽和比鄰星

雖然比鄰星這麼小,但是在宇宙中還有比它還要小的恆星。2014年,科學家在距離地球大約40光年的宇宙中發現了一顆恆星。這顆恆星是迄今為止發現的質量最小的恆星。這顆恆星編號為2MASS J0523-1403,簡稱J0523。

這顆小恆星J0523有多小呢?科學家發現這顆恆星的質量只有太陽的7.21%,木星質量的77倍。科學家發現恆星J0523後也是欣喜若狂,因為恆星J0523的質量很可能就是恆星質量的下限。它可能就是宇宙中最小的「太陽」。

最小恆星J0523

恆星為什麼會發光呢?原因在於氫元素在恆星的內部發生著核聚變反應的過程中釋放出了大量的光子,這些光子衝出恆星內部散播到宇宙中,就成了我們看到的光。

而恆星內部要發生核聚變反應需要的極高的溫度和壓。像太陽這樣的恆星內部溫度高達1500萬攝氏度,壓力相當於地球大氣壓的3000億倍。而導致恆星內部高溫高壓的根本原因就是恆星的質量。科學家認為宇宙中的一個天體要引發內部的核聚變反應其質量就要達到太陽質量的7%。這大約是70個木星的質量。而恆星J0523的質量正好位於科學家計算的這個下線上。

太陽的內部結構

所以科學家認為恆星J0523極有可能就是宇宙中最小的「太陽」了。如果一個天體的質量在比它小就是一顆「失敗的恆星」褐矮星了。聊到這裡我們也就清楚了為什麼木星不會成為一顆恆星?因為在太陽系中木星已經沒有可能再讓自己的質量增加70倍了。

有意思的是,J0523的質量是木星的77倍,它的直徑卻只有大約125000公裡。它只有土星大小。這說明這顆J0523這顆小太陽非常的「結實」。這是因為這顆恆星的溫度不高,核心物質沒有因為高溫而膨脹,而是處於一種被壓得很實的簡併態。

恆星J0523

恆星J0523表面溫度只有2200攝氏度左右,還不到太陽表面溫度的一半。它的亮度只有太陽的1/8000。別看J0523又小又暗淡,它可是宇宙中名副其實的「壽星」。恆星的質量越小恆星的生命就越長。像R136a1這樣的大質量恆星大多很「短命」,它們只有數千萬年的生命周期。而小一些的太陽能夠存在大約100億年的時間。而恆星J0523這樣的小質量恆星內部的氫燃燒速度非常緩慢,它們可以在宇宙中存在數萬億年!

在太陽熄滅千百億年後,這顆小小的恆星依然在宇宙中快樂地發著紅色的光芒。它是宇宙中最後熄滅的恆星。

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