为什么恒星世界也有“侏儒”和“巨人”

如果你看过英国作家斯威夫特写的《格列佛游记》,一定会对其中描写的“小人国”和“大人国”印象深刻。在小人国里,普通人身高只有15厘米,相比之下,主人公格列佛好像金刚巨人;而大人国中什么都像被巨型放大镜照过似的,一株小草就高达6米,格列佛只好站在9米高的“矮桌”上吃饭,还不时被桌上的面包屑绊倒

当然这都是艺术想象,然而在恒星世界里,真有那样令人望而生畏的“巨人”和比侏儒还小的“小人”。只不过,小说里大、小两个极端人物相比最多也只相差上百倍,不同恒星“身材”之间相差更为悬殊,体积之比可达上亿倍!

举例来说,太阳的直径将近140万千米,“身躯”内装得下130万个地球,但在恒星世界里,这样的个头实在算不了什么。很多恒星的体积都比太阳大。例如,仙王座VV星的半径是太阳的1600倍,体积是太阳的40亿倍,堪称恒星世界的超级“巨人”。当然,也有不少恒星比太阳小,直径可小到太阳的1/10。而演化到末期的大质量恒星遗骸——中子星,直径只有十几千米到几十千米,堪称恒星中的迷你级“侏儒”了。

恒星身材相差悬殊,它们的物质密度也千差万别。太阳的平均密度是1.14/3,不及地球密度的1/4,在恒星世界里算是中等的;比如,人们熟知的天蝎座α星(中文名心宿二,又称为大火)是一颗红巨星,半径是太阳的600倍(体积是太阳的2亿多倍),密度却只及太阳的1/8 600 000。又如,天狼星的伴星是一颗著名的白矮星,它的半径只有太阳的1/140,而质量却和太阳相当,密度高达3800/3。更有甚者,20世纪60年代,人们发现了快速自转的中子星(脉冲星),它们的直径只有几十千米,可是密度却高达数亿吨每立方厘米,真称得上是“骇人听闻”了。

相对来说,恒星质量的差别要小得多。太阳的质量约2×1030千克(2000亿亿亿吨),是地球的33万倍,但在恒星中仅处于“中游”水平。恒星中质量最大的约为太阳质量的120倍,最小的约为太阳质量的1/10。

质量小于0.08太阳质量的原恒星,收缩时核心的温度永远达不到点燃氢热核反应所需要的700万开,因此不能成为主序星,而只能变成一颗褐矮星。

恒星的质量直接决定了引力收缩时恒星中心能够达到的温度,而这一温度又直接影响恒星内部热核反应的速度,因此,尽管恒星质量差别不算太大,可是恒星质量的大小,却决定了恒星的命运。

恒星的相对大小

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