宇宙中的天体和地球对比(宇宙中的奇怪现象)

衡量一个天体究竟是行星还是恒星的最主要因素,就是该星体内部是否能够发生持续且稳定的热核反应。而热核反应的实现需要极高的温度和压力。自然情况下,极大引力可以使星球内部产生类似的环境,而地球乃至木星(太阳系最大的行星)都不足以产生这么严苛的条件。事实上,理论计算表明能够达到这种条件所需的最小质量是木星的80倍!也就是说80个木星聚集在一起,才堪堪能够达到恒星的质量下限,换种说法,宇宙中最小的恒星,它的质量都有木星质量的80倍!但如果我说宇宙中有的恒星比行星还要小,你相信吗?

宇宙中的天体和地球对比(宇宙中的奇怪现象)(1)

恒星与行星,中央天体为恒星,恒星一般比行星大得多

题目中“地球”指行星,“太阳”指恒星。一般而言恒星的质量和行星根本不在一个数量级,但宇宙中确实存在这么一种情况:恒星的体积小于行星的体积。

在我们的常识认知中,一般而言天体的质量越大,它的体积就应该越大,但实际情况并非如此,我们还应该考虑到天体引力导致的收缩作用。我们不考虑白矮星、中子星、黑洞这些恒星残骸,但即便是正常恒星,这种收缩效应也很明显。

事实上,一般情况下,行星的体积上限也就和木星大小差不多,注意是体积上限!即便木星的质量再增加,体积也不会有很明显的增加了,更有甚者,由于引力的增加甚至会导致天体收缩!即“吃的越多,身体越瘦”。这个过程可以一直持续到行星达到恒星级别。在这之后的某个点,质量增加导致中心核反应剧烈,光辐射压力向外排斥导致的恒星体积增加、密度减小,恒星体积才会逐渐大于行星。

宇宙中的天体和地球对比(宇宙中的奇怪现象)(2)

木星,太阳系最大的行星,在宇宙中也算不小,其体积可能接近行星体积上限

这种情况的结果就是:不同恒星的密度差异很明显,且一般而言质量越大,密度反而更小。这也就是为什么一般说两颗恒星质量差异和体积差异不成比例的原因。比如太阳的平均密度大约每立方厘米1.4克,但比太阳小的比邻星,平均密度达到了惊人的每立方厘米46克!地球上根本没有密度如此大的物质。目前为止发现的最逼近恒星质量下限的恒星:EBLM J055-57ab,它的密度达到了惊人的每立方厘米188克!手指甲那么大一块就有三四包方便面那么重!这是一个怎样的世界?

宇宙中的天体和地球对比(宇宙中的奇怪现象)(3)

第三个天体为最小的恒星,可以看出比第一个木星还要小一圈

正因为这个恒星的密度极大,导致它的体积很小,只有木星体积的85%,和土星差不多。不过体积再小,它也是标准的恒星,质量比木星要重80多倍。而且由于中心的热核反应很微弱,核燃料消耗率很低,它的寿命可以很长很长,长到无法想象,长到即便从宇宙诞生就出现这样一个恒星,到现在为止它还没有走完自己的哪怕婴儿阶段。

所以,就体积最小的恒星和最大的行星来说,恒星确实要比行星要小。

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