您现在的位置:首页 >> 探索宇宙 >> 内容

宇宙中有可能出现1光年半径的星球吗?

时间:2019-11-06 10:24:47 点击:

  核心提示: 什么叫光年?光年是个长度单位,是光在真空中走一年的距离,光的速度大约为30万千米/秒,1光年≈9.46X10^12千米=9.46万亿公里。假如这个星球存在,半径为一光年,直径就是2光年,将近19万亿...

什么叫光年?光年是个长度单位,是光在真空中走一年的距离,光的速度大约为30万千米/秒,1光年≈9.46X10^12千米=9.46万亿公里。假如这个星球存在,半径为一光年,直径就是2光年,将近19万亿公里。

为了直观理解这个大小,咱们作个比较

地球的广大我们都知道,地球直径大约13000公里,太阳直径是地球的109倍,为139万公里,

地球和太阳比较

而目前已知体积最大的恒星是大犬座的VY,直径是太阳的1800――2100倍,约28亿公里 。

太阳和VY星比较

这么大的体积的恒星,其直径也只占这个2光年星球的1/6800。差了不少。当然据说现在最大的恒星是位于麦哲伦星系的蜘蛛星云的中心地带的蓝特超巨星R136a1。直径有说为太阳的3200倍,但不确定。但这比直径2光年的星体仍然差了不少。

为了能找到这类星体,咱们先确定星体的种类,排除一些不可能的。

首先,行星卫星是不可能的,因为如果体积大,相应的质量也大,但过大的质量就变为恒星了,所以只能先从恒星里找,因为恒星不管是质量还是体积都大于行星,还有人说黑洞,这是种误解,黑洞是一个极端天体,质量是够大的,但它体积却很小,甚至就是一个“点”,平常所说的黑洞大小指的是视界半径,所以严格说来,黑洞不算星体。

理论上常规意义的天体质量和体积上限

根据天体平衡原理,科学家观察和计算单个天体质量的上限应为150个太阳质量,如果大于这个限度,这个天体会因自身引力过于强大,不能保持稳定,会出现膨胀――收缩的脉动,每一次脉动,都会让天体损失一部分质量,直到质量达到150倍太阳质量,这个天体才能稳定存在,目前已经发现几个180倍太阳质量的天体,但都在脉动。所以150倍太阳质量应该是天体质量的上限了。

因此天体的体积可能也会存在上限,当然这决定于天体的密度、状态和引力的特征,首先引力虽然是长程力,理论上引力能束缚住物质的范围是无限的,但实际上目前发现最大体积的天体就是上面说的大犬座的VY,它的半径相当于土星的轨道半径。体积再大,引力就束缚不住物质了。当然这是以大犬座VY天体的密度和质量来衡量的(VY天体质量大概是17一25倍太阳质量,平均密度为5――30毫克/米),如果把VY天体质量算作20倍太阳质量,密度算作20毫克/米,我们假定有一个天体质量为150――180个太阳质量上限,是VY天体的9倍,密度和VY天体一样为20毫克/米,

假想天体

根据g=GM/r(其中g为天体表面的引力加速度,G为引力常数,M为天体质量r为天体半径),天体质量变为9倍,g要想保持不变,半径必须变为3倍,天体直径变为28X3=84亿公里,仍然只能是直径2光年天体的1/2200,这个天体的密度20毫克/米,比地球空气的密度1290000毫克/米小多了,肯定已经是个气态超巨星,所以从常规意义上说,这是常规概念单个天体最大的体积了,是不可能达到半径为1光年的。

实际上天文界对星体的体积的确定有很大的争议,比如大犬座的VY:

绝大多数人认为它是一个巨大明亮的红超巨星,但有人认为它只是一颗普通的红巨星,直径只是太阳的600倍,因为它的密度随深度发生变化,核心因为进行核融合所以密度极高,而表面的密度少于地球海平面气体密度的千分之一。甚至比地球高层大气的密度还要低。但按照第一种红超巨星的观点,质量和体积之比得出的密度是符合气态恒星的标准,这代表在技术上确定星体半径的两难状况。

如果把绝大多数类似红超巨星定义半径的观点称为广义半径,也把星体的概念推广到不止恒星、行星,那么宇宙间还真有一亿光年半径的星体。

蟹状星云

例如蟹状星云这样的“超新星遗迹”就有一个极高密度的“核心”(中子星)和周围广达11光年的“大气层”,它的半径足有22光年。远远超出题目所出的半径大小(实际上,大犬座ⅤY恒星最后很可能演化为黑洞,来一次超新星爆发,其“超新星遗迹”可能就会超过2光年直径星体)。

超新星遗迹

再比如太阳,太阳半径的界定从未将日冕算进去,而问题是日冕的温度和密度都比大犬座的ⅤY恒星要高,厚度几百万公里,这要从广义上来定义太阳直径足有近一千万公里了。但天文界至今尚未建立一个恒星喷发层是否属于恒星半径范围的分界线。所以题目所说的半径为一光年的星体有没有可能出现完全在于概念的界定。

另外如果原始星云也算星体的话,那么在恒星系形成初期星云直径都不小,原太阳星云就有1万亿――3万亿公里,

以此推算,只要形成约恒星质量是10个以上太阳质量的星云的直径都能很轻松地达到2光年。

欢迎关注本站公众号!


作者:不详 来源:网络
 

老y文章管理系统默认广告,请到后台广告管理中修改
相关文章
共有评论 0相关评论
发表我的评论
  • 大名:
  • 内容:
  • 宇宙探索网(www.yztsw.cn) © 2019 版权所有 All Rights Reserved.
  • 本站资料来自网络和网友分享,如有侵权请联系本站 Email:wlcz_8@163.com 站长QQ:17893691 苏ICP备16045210号-1
  • Powered by laoy! V4.0.6