人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

在我們地球人的眼中,太陽無疑是最亮的天體,它的亮度如此之高,以至于我們除了在日出和日落之外,根本就無法直視太陽。然而在宇宙中的眾多恒星裡,太陽的亮度根本就不算什麼。

人類已知最亮的恒星是哪一顆?

已知最亮的恒星是蜘蛛星雲中的一顆名為「R136a1」的恒星,它在天空中位于山案座以北,距離我們大約16.3萬光年。「R136a1」是一顆O型恒星,其直徑是太陽的大約39.2倍,表面溫度至少有4.8萬攝氏度,它的全波段總光度是太陽的大約616萬倍,即使是在可見光的范圍內,其亮度也是太陽的大約16萬倍。

科學家根據觀測資料估算出,「R136a1」的質量至少是太陽質量的215倍,最高可達到太陽質量的265倍,這種質量看上去似乎並不算高,但實際上,它已突破了理論上的極限。

在恒星的內部一直存在著兩種力量的較量,一種是恒星的重力,它的方向是向內的,也就是讓恒星的體積收縮,另一種則是恒星核心的核聚變反應產生的能量,我們可以將其稱為「輻射壓」,它的方向是向外的,也就是讓恒星的體積膨脹。

一顆恒星的質量越大,其自身的重力就越大,核心的溫度和壓強就越高,核聚變反應就越激烈,「輻射壓」自然也就越強,當恒星的質量超過一個臨界值的時候,其「輻射壓」產生的就會超過恒星的重力,在這種情況下,恒星的體積就會迅速增大,而多餘的「輻射壓」則會以動能的形式向外釋放,進而拋出恒星外層的物質。

也就是說,恒星的質量並不能無限增加,當其質量超過一個臨界值的時候,恒星就會迅速損失質量,直到其內部的兩種力量達到平衡,這個臨界值被稱為「愛丁頓極限」,其理論值為150倍太陽質量。

然而「R136a1」的質量卻至少是太陽質量的215倍,這早已突破了理論上的極限,為什麼會這樣呢?

通常來講,恒星都是形成于原始星雲的引力坍縮,由于「愛丁頓極限」的限制,恒星應該是不可能達到像「R136a1」這麼巨大的。

所以一種認同度較高的觀點認為,「R136a1」並不是一個單獨形成的恒星,而是由兩顆甚至是多顆恒星合併而來,這些恒星可能屬于一個多星系統,在彼此引力的作用下相互圍繞,隨著時間的流逝,它們互相圍繞的週期會不斷地縮短,並最終合併成一顆質量巨大的恒星。

由于質量遠超理論上的極限,「R136a1」核心的核聚變反應異常激烈,它在5秒鐘釋放的能量,就大概相當于太陽整整1年釋放的總能量。

在強大「輻射壓」的作用下,「R136a1」的外層物質正在持續不斷地被拋離,根據科學家的估算,「R136a1」平均每秒鐘大約會損失3.21 x 10^18千克(3210萬億噸)的質量,其恒星風的速度可以高達每秒鐘2600公里以上。

可以想象的是,如果將這顆如此狂暴的恒星放在太陽的位置上,那麼別說是地球了,就算是在冥王星王星的運行軌道上,生命都無法承受它釋放出的能量。

「R136a1」的結局

宇宙中的恒星都遵循著一個規律,那就是恒星的質量越大,其「壽命」就越短,「R136a1」當然也不例外,不出意外的話,在未來的幾百萬年時間裡,「R136a1」就會走向終結,而作為人類已知最亮的恒星,「R136a1」可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中。

在「R136a1」的生命末期,其內部會形成一個具有極高溫度和壓強的環境,這會造成大量的高能伽瑪射線在其核心區域的眾多原子核附近轉變成正負電子對,由于這是一個吸收能量的過程,因此這會迅速降低恒星內部的「輻射壓」,從而導致局部的崩潰。

在這種情況下,「R136a1」內部的溫度和壓強會在極短的時間內陡然上升,隨後發生失衡的熱核爆炸,並在一瞬間將「R136a1」炸得粉身碎骨,當這一切結束之後,這顆恒星就徹底地消失了(沒有中子星,也沒有黑洞),這被稱為「不穩定對超新星」,其威力遠遠地超過了一般的超新星爆發。

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