宇宙中最小的恆星究竟有多大?僅比木星大約50%

2020-12-03 ALENG

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【ALENG 自媒體】5月14日晚間自媒體專稿,我們在討論宇宙中的事物時,常常樂於談到它們巨大的體積和規模,比如最大的恆星、最大的星雲、最大的天體等等,當然,即使我們不使用「最大」這樣的詞語,已知宇宙中的其他天體,無論從體積,還是質量來說,都遠大於我們所生存的地球,甚至我們太陽系的宿主恆星太陽,在這些龐然大物面前也僅僅是一個小兒科,那麼,我們能否回過頭來討論一下「最小」的問題,因為既然有最大的恆星、最大的星系,必然有一個相對較小的「最小」的恆星,即使它在地球面前仍然是龐然大物,那麼,宇宙中最小的恆星究竟有多「小」?

眾所周知,恆星是一個核心有足夠質量和壓力的天體,其中心壓力如此之大,以至於可以產生核聚變,將氫原子「壓碎」成氦,而核聚變是一個可以產生能量的過程,這個釋放能量的過程阻止了其核心壓力的吸引,從而防止了其自身的塌陷。正因如此,當一顆恆星在其生命的末期,由於氫原子的損失,其中心壓力不足以吸引核聚變產生的能量,從而會向外膨脹,於是,一些恆星就成為紅巨星。

在我們討論恆星的大小時,需要找到一個參照物,這個天然的參照物就是我們太陽系的宿主恆星太陽。根據現代天文學的已知結論,一個天體成為恆星是有一些必要的條件的,這些條件主要取決於其自身的質量,一般認為,當一個天體要成為一個恆星,其質量必須不小於太陽質量的7.5%,因此,理論上,一個「最小」的恆星,其質量也不能小於太陽質量的7.5%。

儘管天文學家尚未找到一個質量大約為太陽質量7.5%的恆星,但是卻找到了一個差不多的候選對象,這個恆星就是位於半人馬座的Centauri,這個恆星的質量僅為太陽質量的12.3%,體積約為太陽系最大的行星木星體積的50%,但是其質量卻是木星的80多倍,這意味著其密度要遠比木星大得多。

半人馬座Centauri是目前已知僅次於太陽的距離地球最近的恆星,距離地球僅為4.2光年,也是迄今發現的質量最小的恆星,僅為太陽質量的12%。Centauri實際上是一個紅矮星,它的年齡跟太陽幾乎差不多,但是其壽命可能長達數萬億年,相較而言,當太陽在其末期之後,可能會先成為一個紅巨星,而非紅矮星,因此,太陽的壽命要遠比Centauri短得多。

半人馬座Centauri實際上是一顆非常著名的天體。2016年,歐洲南方天文臺的科學家在該恆星周圍發現了一個類地行星Proxima b,其質量大約為地球質量的1.3倍,公轉周期僅為11.2個地球日。Proxima b被發現其表面可以存在穩定的液態水,但是隨後的觀測表明,這個行星似乎沒有大氣層,因為圍繞紅矮星運行的行星通常會遭受前者強烈而無情的輻射,從而會將這些行星的大氣層逐漸剝離,但是該行星是否真的可以維持生命的存在,目前仍然尚無定論。

半人馬座Centauri雖然是目前已經觀測到的最小的恆星,在太陽目前簡直就是一個小弟弟,但是你也不要因此而將太陽認為是宇宙中絕無僅有的龐然大物。實際上,雖然半人馬座Centauri在太陽面前實在是太小了,但是在已經觀測到的恆星中,太陽仍然是第4小的一個恆星,這意味著宇宙中幾乎絕大多數恆星在太陽面前都是一個龐大而恐怖的怪物,像瀕臨崩潰的參宿四,其質量比太陽要大12倍之多,如果把太陽換成參宿四,那麼,其光球的外邊緣可以淹沒木星,參宿四有多大,可想而知。

不過,即便我們的太陽僅比半人馬座Centauri大一點點,對於地球生命來說,這已經足夠了,因為這是一個適合我們生存的合適尺寸,如果太陽像半人馬座Centauri那麼小,或者像參宿四那樣大,地球上都不可能誕生生命,更遑論產生如此輝煌的人類文明。所以,運氣可能是整個宇宙中最普遍的真理,地球恰好位於一個不熱不冷的軌道位置,而太陽也恰好是一個不大不小的恆星,這都是運氣使然。

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