晴朗的夜晚,繁星点点。天空中这些闪烁的星星大部分是恒星。恒星是由发光等离子体组成的巨大天体。
星星
由于恒星是巨大的天体,它们的质量和体积吸引着我们的注意力。比如太阳的质量是地球的33万倍,体积是地球的130万倍。与地球相比,太阳很大,但在恒星家族中并不起眼。无论质量还是体积,宇宙中很多恒星都压过太阳。
目前已知最大的恒星叫BAT99-98。它的质量是太阳的226倍。目前已知最大的恒星叫史蒂文森2-18,它的半径是太阳的2158倍,体积是太阳的100亿倍。
宇宙中的恒星
其实除了质量和体积,亮度也是恒星的一个重要特征。目前宇宙中已知最亮的恒星是哪一颗?它有多亮?目前宇宙中已知最亮的恒星叫做R136a1。
R136a1位于大麦哲伦云的狼蛛星云,距离地球约16.5万光年。R136a1的质量是太阳的215倍,仅次于BAT99-98,是宇宙中已知的第二大恒星。它的半径是太阳的35.4倍,约为2500万公里,体积约为太阳的4.4万倍,表面温度约为5万℃。
但这些对于R136a1来说都是“浮云”。真正让它惊艳的是它的亮度。它的亮度是太阳的616万倍!
R136a1
虽然R136a1是宇宙中已知最亮的恒星,但它离我们太远了。光凭肉眼是看不到的。那么,616万倍太阳亮度是什么概念?我们可以把它从遥远的大麦哲伦云星系拉到太阳系附近,看它在黑夜中是如何一步步出现的空,就知道它有多亮了。
在此之前,我们先来了解两个概念:表观星等和绝对星等。视星等和绝对星等在之前的文章中已经多次提到。已经知道的朋友可以直接跳过。
天文学家为了测量我们肉眼观察到的恒星的亮度,确定了恒星的视星等。天文学家将肉眼刚刚可见的恒星定义为6等星,比6等星亮的为5等星。以此类推,亮星就是一等星。同时,天文学家发现一等星比六等星亮100倍,也就是说每个星等之间的亮度差约为2.512倍。
天狼星。亦称DOG STAR
比如太阳的视星等是-26.74,天狼星的视星等是-1.47。太阳和天狼星的星等差是25.27。那么太阳的亮度是天狼星的2.512 25.27≈128亿倍。
太阳看起来那么亮,只是利用了离地球近的优势。事实上,天狼星比太阳亮23倍。
为了反映恒星的真实亮度,天文学家引入了绝对星等的概念。绝对星等是指将所有恒星放在距离地球10秒差距(约32.6光年)的地方测得的视星等亮度。这比让明星们站在同一起跑线上要好。谁的发光能力强,谁的发光能力弱,可以比较。
绝对星等
虽然太阳看起来那么亮,但它的绝对星等只有4.74。也就是说,如果把太阳放在离地球32.6光年的地方,它的视星等只有4.74。这属于一颗非常暗淡的恒星。绝对星等和视在星等可以通过以下公式相互转换。
视星等和绝对星等之间的转换
知道了视星等和绝对星等,我们再回头看看拖动R136a1到太阳系附近的亮度变化!
第一步:R136a1离地球有多近肉眼可见?R136a1的亮度是太阳的616万倍。从这个数值我们可以得出R136a1的绝对星等是-12.23。肉眼可见的最暗的星星的星等是6。此时R136a1与地球的距离约为142000光年。基于地球在银河系中的位置,此时仍在银河系之外。这个距离的R136a1将是我们肉眼可见的最远的恒星。
R136a1所在的大麦哲伦云
第二步,R136a1来到距离地球约23000光年的银河系边缘。这时候R136a1就变成二等星了。它看起来几乎和北极星一样亮。当R136a1距离地球约9100光年时,它与地球的距离与神盾局UY差不多。屏蔽UY表观星等亮度只有8.3,这是肉眼看不见的。但是当R136a1距离地球9100光年的时候,视星等已经变成了0,亮度和天上的织女星差不多。
R136a1所在的狼蛛星云
然后,随着R136a1越来越靠近地球,它的亮度会越来越亮。当它距离地球约4600光年时,已经变得和天狼星一样亮(星等-1.47)。当它距离地球1250光年时,将和木星一样亮。当它距离地球945光年的时候,会像金星最亮的时刻一样亮。当它距离地球22.8光年时,将会像满月一样明亮。
如果R136a1来到距离地球8.6光年的天狼星,它的视星等就变成了-15,亮度是满月的6.3倍。如果到了距离太阳4.22光年的比邻星,视星等就变成了-16.7。此时它的亮度是满月的30倍,是太阳的1万倍。如果是这样,地球上就没有黑夜了。
R136a1
想象一下,在距离地球40万亿公里的比邻星,R136a1的亮度可以达到太阳的1万倍。多么明亮啊!
那么当R136a1远离地球的时候,会像太阳一样明亮吗?答案是0.04光年,约3784亿公里。这个时候R136a1已经在太阳系了。这时,地球的天空会出现两个太阳。只有这个“太阳”和恒星一样大。
R136a1会坍缩成黑洞。
像R136a1这样的大质量恒星,以一种相当恐怖的方式存在于宇宙中。它的质量消失得相当快。在生命的末期,它甚至懒得发生超新星爆炸,直接坍缩成黑洞。它被生活的禁区包围着。
幸运的是,把它放在比邻星的地方只是我们的想象。
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