宇宙中会不会存在直径达1光年的恒星？

sosoyoyo

宇宙中会不会存在直径达1光年的恒星？

圆月小侠

虽然宇宙很大，包含了不计其数的恒星，仅银河系就有上千亿颗，但宇宙中是不会存在直径达到1光年的恒星。不仅现实中也没有发现过这样巨大的恒星，而且理论上也不支持这种恒星的存在。


恒星本身是从星云（主要来自宇宙大爆炸）中发生引力坍缩而来，聚集越多的星云，恒星的质量和体积也就会越大。但这并不意味着恒星可以无限增长，有一个极限会阻止恒星无限变大。

恒星不是永久性天体，它们本身处于一种动态平衡——流体静力平衡，有两种力量主宰着恒星。由大量物质聚集而成的恒星会产生很强的引力坍缩效应，自身重力会不断压缩自己。另一方面，受到强烈挤压的核心区域可以进行核聚变反应，由此产生的辐射压可以对抗引力坍缩。其中一种力量变强了，另一种力量也会随之变强，反之亦然。


理论上，如果只要有星云足够多，它们就会被恒星的引力不断吸收。但由于辐射压的存在，恒星不能无限吸积星云。当星云吸积足够多之后，强大的辐射压会阻止星云被引力吸收，引力拉不住星云，所以恒星就无法继续增长，这个极限被称为爱丁顿极限。


在目前已发现的主序星中，半径最大的只有太阳的几十倍，即数千万公里，远远小于0.5光年（4.7万亿公里）。而即便是从大质量恒星膨胀而来的红特超巨星，目前已知最大的半径也只有12亿公里，仍然远小于0.5光年。


根据一些模型，宇宙早期可能有一种极为庞大的恒星，它们被称之为类星。类星有别于现在的恒星，这种天体的内部是黑洞，外部是普通物质，所以它们是无法长久稳定存在的。据估计，类星的最大半径可达太阳的七千倍，即49亿公里，但这还是远没有达到0.5光年的程度。

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UY Scuti——盾牌座UY，约有1708个太阳半径大。



太阳半径695700公里
此恒星直径＝695700＊1708＝1188255600千米
一光年是9 460 730 472 580.8千米
明显小于一光年。
而且理论上说，一个天体体积越大，密度不变，质量会更大，达到某个阈值，则会在自身引力下坍缩，成为黑洞。

badmanchan

1光年就是9万4千六百零八亿千米，是太阳直径的680万倍。如果是一个一光年的球体，则体积是太阳的3.14*10^20倍。假入真的有这么一个恒星的直径是这么大，那么它的史瓦西半径将是太阳的3.14*10^20倍，即：3km*3.14*10^20=9.9亿光年。

我们都知道，史瓦西半径是物体形成黑洞后尺寸的大小。物体的史瓦西半径大于物体自身的尺寸，说明他就是一个黑洞。而上述我们计算出来一光年的恒星，史瓦西半径竟然达到9.9亿光年，远远大于自身的直径。这说明根本就不存在这样的恒星，只能够是黑洞才行。



当然了，我们可以通过一个公式来粗略计算恒星的质量和体积上限。恒星的极限状态就是史瓦西半径等于自身的半径，这样，假设其直径是太阳的n倍（太阳史瓦西半径是3km），则有：
3n^3=1392000n
解出来n=681。
所以，恒星的直径最大可以达到太阳的681倍，即9.47亿千米，约0.0001光年，不可能是1光年。

inmyhome

恒星内部发生的核聚变反应是支撑恒星不至于向内部发生重力坍缩的原因。核聚变反应的效率取决于压力和温度。
当恒星的质量很大时，温度和压力就会变大，核聚变反应的效率也就相应提高。这样，核聚变反应会释放强大的辐射压将恒星的外层物质吹入到太空之中。这样使得恒星的质量不可能无限增大。能够形成恒星的质量就有了一个上限。这个质量估计为150个太阳质量。

图：蜘蛛星云

位于蜘蛛星云中的R136a1恒星是目前质量最大的恒星，它的质量达到了太阳的265倍，远大于理论值。科学家怀疑产生这样的巨怪的原因可能源于恒星的合并，它可能是由数个巨大的恒星合并而成。它的周围仍然有数个质量超过100倍太阳质量的恒星。
图：
由左至右：红矮星、太阳、蓝矮星和R136a1

由于强烈的核聚变反应，使得它产生了每秒300多千米的恒星风，使得它外部质量快速流失，据估计在过去的百万年间已失去了大约50个太阳的质量。巨大的质量也使得它的寿命只有短短的数百万年。这颗恒星的半径大约为太阳的直径的35倍。但它并不是体积最大的恒星。
图：盾牌座UY（最亮的）


体积最大的恒星是盾牌座UY，它是一颗位于盾牌座的红色超巨星。
图：
太阳系行星与其他恒星的比较：        图1 水星 < 火星 < 金星< 地球                   图2  地球 < 海王星 < 天王星 < 土星< 木星 图3  木星 < 比邻星 < 太阳 < 天狼星          图4  天狼星 < 北河三 < 大角星 < 毕宿五   图5  毕宿五 < 参宿七 < 心宿二 < 参宿四   图6 参宿四 < 大犬座VY < 天鹅座NML < 盾牌座UY
这颗恒星的质量为太阳的32倍，但半径达到了太阳的1,708 ±192 倍（7.05～8.83天文单位），直径达2,375,828,000千米。如果把它放到太阳系中，它差不多接近木星的轨道（9.58个天文单位）。
作为红超巨星的盾牌座UY，它的寿命只有1000～5000万年。最终会因燃料耗尽后，发生超新星爆发。剩下的残骸会在重力作用下发生坍缩，形成黑洞。
所以，作为恒星来说，其直径都不可能达到1光年。但有一类看上去像恒星的星体却可以非常的大，这就是类星体。这类星体由于距离遥远，看上去如同恒星一样的只有一个点。但实际上它的直径能达到数光年。类星体也是因它看上去“类似恒星”而得名。
图：类星体
图：天文学家拍摄到的类星体


类星体的中心是一个超大质量的黑洞，其质量能够达到太阳的上百亿倍，它在吞噬围绕它周围的吸积盘时，会释放出强大的能量辐射。
看看下图，你就应该知道宇宙的广阔与人类的渺小了！