宇宙中,星體的體積存在極限嗎?

時間 2021-05-31 22:14:52

1樓:Oink

當然,多種星體都會存在上下限。不過由於各種問題,很少看到理論上的星體體積極限,質量倒是有,星體的身份與體積定義有時很成問題。

恆星,暫不考慮末期形成的緻密天體:

理論上,恆星的質量要大於大於13倍木星質量(木星質量大概是太陽的千分之一),這樣才能引發氘核聚變。質量在13倍至80倍木星之間的天體稱為褐矮星(也稱次恆星),更小的次褐矮星有時就不認為是恆星了。曾經的恆星演化理論認為恆星質量上限是120倍太陽質量(宇宙早期形成的第三星族星可以輕易突破這一極限),質量再大,消耗燃料更快,內部的壓力甚至可以克服引力而讓許多物質猛烈噴發出來,難以穩定存在。

但在R136超星團內發現了好多顆質量大於這個極限的恆星,R136a1甚至達到了265倍太陽質量,據推測其剛形成時質量達到了驚人的320倍太陽質量。有理論認為這樣的恆星是多個恆星合併形成的。

那體積呢?這就需要恆星邊界的良好的定義了。特超巨星的平均密度算下來算下來可能比地球海平面大氣密度還小,考慮到其內部密度更大,外部的密度會小於地球高層大氣,相當稀薄,恆星的噴發層是否應該拉進來算半徑?

在技術上確定恆星半徑是有困難的。下表給出了統計得到的一些大體積恆星,最大的超過1700太陽半徑(大犬座VY的體積前幾年被修正過,不再是最大):http:

//en.wikipedia.org/wiki/L

ist_of_largest_known_stars#List

下限按照0.013太陽質量的OTS 44取,約0.2個太陽半徑。

行星:本來太陽系內行星已經夠頭大了,比如還有人堅持認為地球與月球是雙行星,冥王星與卡戎也是等等,如果還考慮太陽系外行星的話。要對這些作出定義,需要考慮的不光是科學上的,還有文化上的因素。

太陽系內行星無非那麼幾個,最小的就是下限,最大的就是上限。冥王星因為不能清除軌道附近的物體而被掃出門,但它的大小也曾備受吐槽,未來就算發現更多行星,下限也不會比冥王小多少。

對太陽系外行星的定義甚至可以是不繞恆星旋轉的,比如「星際行星」,下面是03年修訂後的定義:

系外行星從0.3個地球半徑(Kepler-37b)到木星的2倍以上(HAT-P-32b),這是目前統計結論:

而根據定義,太陽系外行星的質量和大小下限參考太陽系,所以未來發現更多系外行星時下限可以進一步到冥王星大小左右;而上限,HAT-P-32b已經和上面所提的OTS 44差不多大了,而前者不過才1個木星質量,未來完全可能重新整理這一上限,即行星的半徑可以大於恆星。

太陽系小天體:

列表在此,自行比對即可:

ist_of_Solar_System_objects_by_size

此處有直觀圖:

其中衛星半徑可以大於行星(木衛三》.水星),也可以很小,200m左右(如S/2009S1)。

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