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把最大的天体,盾牌座放在太阳系,会怎么样?

盾牌座UY是目前人类已知的最大的恒星。盾牌座到底有多大呢?一句话,太阳在它的面前就是就好比一粒尘埃。如果把这个大家伙放在太阳系会怎么样呢?

图示:盾牌座UY

太阳在太阳系中是绝对的老大。太阳的质量估计占到了整个太阳系质量的99.86%。太阳的直径径有1392000公里,太阳的直径长度可以并排放上109个地球。太阳的体积更是地球的130万倍!太阳这么大,然而在盾牌座UY面前就好像一粒尘埃。盾牌组UY的半径是太阳1708倍,可以装得下45亿个太阳。你说太阳在它面前不是尘埃那是什么?

咱们如果把盾牌座UY放到太阳系中太阳的位置上的话,会发生什么呢?它的半径是太阳的1708倍,也就是大约12亿公里。12亿公里的半径意味着它的星球表面会在那里呢?

图示:盾牌座UY和太阳系比较

水星到太阳的距离只有5790万公里。很明显水星已经在盾牌座UY的里面了。金星距离太阳1.082亿公里;地球距离太阳1.496亿公里;火星距离太阳2.27亿公里。金星、地球和火星也都被盾牌座UY给吞没了。太阳系中的四颗类地行星都没有了。

那么剩下的四颗距离太阳较远的气态行星还会存在吗?木星到太阳的距离是7.8亿公里。木星这颗太阳系中最大的行星未能幸免于难。同时在木星和火星之间的小行星带以及木星的79颗卫星都同时葬身于火海之中。

图示:盾牌座UY和其它恒星比较

土星到太阳的距离是14.3亿公里,没有被盾牌座UY吞掉。不过它距离盾牌座UY只剩下2.3亿公里了。土星被盾牌座UY烘烤着,美丽的土星光环和土卫二将会被蒸发消失。土卫六也会因为太热,大气层消失了,甲烷湖泊消失了,坚硬的水冰消失了。

如果盾牌座UY放到太阳系中心,太阳系的行星将面临重新洗牌,盾牌座UY的质量是太阳的质量的32倍,它就像一个巨大的宇宙吸尘器。太阳系中柯伊伯带和奥尔特云中的天体受到盾牌座UY强大的引力会脱离原来的轨道纷纷撞向盾牌座UY。很有可能太阳系中幸存的那些天体又会被吸入到盾牌座UY的怀抱中。

太阳系被盾牌座UY打扫干净了。

盾牌座不是一颗星,太阳系可装不下,你说的应该是盾牌座UY(UY Scuti)。盾牌座UY是目前已知体积最大的恒星,大到它可以超过木星的轨道范围。

盾牌座的位置

盾牌座(Scutum)位于人马座、巨蛇座和天鹰座之间的银河中,是88星座中的一个小星座,其天区面积排名为倒数第五,只占109平方度,包含中国星官:天弁

盾牌座的主星是盾牌座α,视星等3.85。每年7月1日子夜,盾牌座的中心经过上中天,在北纬74度以南的广大地区可看到完整的盾牌座。它是波兰天文学家赫维留斯歌颂其国王命名的一个星座。

公元1683元,波兰国王简·索贝斯基在维也纳打败了土耳其军队,守护了其国家,于是赫维留斯以盾牌命名了这个星座,以纪念国王守卫国家的功勋。

而盾牌座UY是盾牌座附近的一颗星,距离我们9500光年之远,在我们的星空上大概位于盾牌座γ以北2°,盾牌座α西南4°。

盾牌座UY的质量与体积

2012年,天文学家利用欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)对盾牌座UY的尺寸进行了测量,结果发现,这颗红特超巨星的半径为大犬座VY(曾今最大)的1.2倍,相当于太阳的1708倍。

如果地球半径20厘米,太阳就是22米,而盾牌座UY则是40公里。为了让你进一步了解它有多大,以光速绕其一周大约需要7个小时,而绕太阳一周仅需14.5秒。

盾牌座UY之所以大,是因为它是一颗红超巨星(red supergiant),亮度约为太阳的34万倍。

一般认为,要成为一颗膨超红巨星至少需要超过太阳质量的15倍。这样其核心处的温度才会更高,密度才能更大,能点燃的核心氢外壳才更厚,进而外层才会膨胀得比普通红巨星更大。

然而,盾牌座UY这个怪咖在百度百科上记录的质量却只有太阳的7-10倍,这似乎有点不对。还有一些资料显示,盾牌座UY至少是太阳质量的30倍

当然,相对于它巨大的体积来说,这个质量差距并不是太大,并不太影响我们后面的分析结论。

总之,庞大的体积与不是那么大的质量,让盾牌座UY显得十分虚胖,而盾牌座UY的表面引力也会变得十分的小。

盾牌座UY表面引力

根据牛顿的万有引力公式F=GMm/r^2;牛顿第二定律F=ma;a=g(加速度等于引力系数)可得出:g=GM/R^2。

引力常量G,取目前国际公认的卡文迪许测定的数值:6.754×10^-11N·m²/kg²

盾牌座UY的质量约为太阳质量的30倍:M=30×2×10^30=6×10^31kg

盾牌座UY的半径约为太阳半径的1700倍:R=1700×7×10^8=11.900×10^11m

带入公式计算盾牌座UY引力系数g=28.2×10^-4N/kg。

而地球引力系数g=9.8N/kg,所以盾牌座UY的引力相当于是地球的万分之三。

这么弱的引力会使得它的外层物质十分容易就逃逸掉。这也使得盾牌座UY的边缘显得十分的稀疏,原则上来说,很难定义它的“边界”。

盾牌座UY的体积

天文学上,一般以光球层来定义恒星的边界,光球层即是恒星对光变得透明的地方,也就是光子可以逃离恒星的地方。

根据这个定义,盾牌座UY的半径才被确定为大约太阳的1700倍,且它实际上是一颗不太正规的变星,大概每隔740天就会搏动一次,所以这个半径只是一个平均值。

如果用盾牌座UY取代太阳,它的光球边缘将向外延伸约7.35亿英里(12亿公里),能吞噬掉木星,几乎延伸到土星。如下图:

当然,真实的盾牌座UY不会有这么泾渭分明的边界。

对盾牌座UY来说,它的光球层超出了木星的轨道,这意味着在恒星中心产生的光在超过木星之前是无法从恒星自由流动的,而它溢散出去的气体星云可延伸至400个天文单位,是冥王星轨道的10倍。

总结

这些超级巨星一旦放入太阳系,太阳系将不复存在,也无法再孕育生命。

它们中的每一个都是潜在的超新星候选人。在望远镜里观察它们,你几乎可以听到氦在它们的核心燃烧成碳的嗡嗡声。当热和压力继续通过铁形成新元素时,恒星最终会关闭、内爆,然后超新星爆发

也许在爆炸之后,会留下一颗小小的脉冲星,一颗像城市那么大的旋转中子星,或者成为一个黑洞。

与宇宙中真正最大的恒星相比,盾牌座UY可能还很小,因为宇宙中有那么多我们不知道的恒星。另外,不要以为它体积大温度就高,实际上盾牌座UY体温只有3000K,比太阳还低。

虽然盾牌座UY是已知最大的恒星,但它也仅限于体积最大。目前已知质量最大的恒星是编号为R136a1的恒星,由谢菲尔德大学的天文学家测得质量为:265-315倍太阳质量,半径却只有太阳的约30倍。2010年,R136a1被科学界公认为目前发现的质量最大和最亮的恒星。

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把最大的天体,盾牌座放在太阳系,会怎么样?

盾牌座UY是一个奇葩,它是当前观测到的最大恒星,但它的质量却不是最大的,为什么宇宙中会形成这样的恒星?用它来替换太阳,太阳系又会发生什么?


为什么宇宙中会有盾牌座这样的奇葩恒星?

盾牌座UY是位于盾牌座、距离地球远达9500光年左右的一颗红特超巨星,它的直径超过了此前被认为是第一大恒星的大犬座VY。盾牌座UY的半径大约是是太阳的1,708 ± 192倍,尽管其体积大到令人发指,但它的质量却只有太阳的7-10倍,为什么会存在这种超级虚胖子?


奇特恒星的发展,形成超巨星

盾牌座UY恒星的发展是由恒星发光原理所决定的,一颗恒星能保持一个球形,并且具有庞大的直径这是因为两种力量的平衡:

引力坍缩和辐射压之间的拉锯战正处在平衡状态

天体保持一个球形是静力平衡状态,一般一个超过500千米直径的天体就会在引力坍缩和结构支撑的平衡力下处于一个大致球体,越大的球体越明显,比如地球在遥远的太空看起来,几乎就是一个完美的球体,珠峰8.8千米的高度跟地球1.27万千米的直径相比,不过是一点毛刺而已,当然自转会让它略扁,但这并不是特别大的问题。


恒星和行星不一样的是,行星大都是岩石质(木星为气态行星),除了结构支撑与引力坍缩抗衡外,还有内核核聚变的热压力向外辐射的辐射压,因此跟不发光的恒星(白矮星和中子星)相比,恒星的直径要大得多,这表示在辐射压的作用下,恒星处在了一种并不十分致密的状态,但随着恒星的发展,会有多个结果:

红矮星:终身辐射压不会有大的变化,烧完后进入氦白矮星状态

黄矮星:由于质量不够,内核温度不够高,无法直接燃烧氦,会产生氦堆积产生氦闪,后期则会膨胀成红巨星

蓝矮星:质量够,内核温度可以直接燃烧氦甚至后续元素,它不会经历氦闪,但也会膨胀成红巨星




后两种会膨胀成红巨星是因为内核重元素堆积温度增加,这有两个问题,一个是重元素(氦及以后产生的碳氧硅等)燃烧比氢元素燃烧要剧烈的多,另一个是内核坍缩,壳层氢元素进入更高温内核,燃烧当然比之前要剧烈的多,两个作用下恒星开始疯了一样膨胀直径,一直到自身引力所无法掌控的极限。



盾牌座UY引力对自身掌控已经力不从心,正在大量流失物质

盾牌座UY未来会怎么发展?

盾牌座UY的发展当然没那么简单,但它的原因不外乎这些,根据计算,这类恒星的半径极限可以膨胀到太阳的1,500–2,600倍,因此盾牌座的UY的发展并没有超过这个极限,它还在科学家预期的范围之内。


盾牌座UY的未来将会发展成一颗超新星,因为它的内核温度足够高,能发展出铁核,到那时恒星将爆发成超新星,因为内核的铁核将无法再聚变形成更高质子数的元素,无法再产生热压力,外壳将会在引力作用下坍缩,撞击内核,当然这个过程非常复杂,但坍缩是这类超新星爆发前的一个必然过程,此后瞬间超过一个星系的功率将被激发出来,即使在遥远的仙女星系,也将能看到它死亡时发出的光芒!

假如盾牌UY替换太阳,太阳系会怎么样?

假如盾牌座UY在太阳系,那么它的直径已经达到了木星轨道外围,正接近土星,简单的说水星、金星和地球以及火星和木星,都会被它吞没,而木星将会给它注入一些燃料,因为木星绝大部分都是氢和氦么,不过也就是大火中又丢了个浸泡了柴油的火把,并没多少差别!


土星和天王星以及海王星和冥王星将会幸免,甚至冥王星还可能达到宜居条件,至于到底行不行,可能要来计算下!


盾牌座UY的视星等是9.0,绝对星等是-6.2,那么代入计算,在冥王星(按50天文单位计算)看到的将是一颗星等高达-31.2等的超级超级太阳,比地球当前获得的太阳辐射高约47.8倍,看来冥王星也被烤焦了,不可能形成宜居矮行星啦,估计失误!


但这只是开始!

因为盾牌座UY的未来将爆发成超新星,所以未来的太阳系将会被它彻底摧毁,这里所说的摧毁是不是光辐射,而是它爆发时的高能物质冲击,能将太阳系摧毁到什么程度我们很难预计,至少不会像《星际迷航》中那颗爆发的超新星摧毁罗慕伦星那样直接解体,估计还达不到这层次,但行星表面大变样,大气被剥离这些是肯定的!最后在盾牌座的中心将留下一颗中子星!

星际迷航剧照

不过要提醒下,在一颗即将爆发超新星的周围如果能破坏到这样层次,且之前存在文明的行星是不可能的,因为近距离太高的辐射不可能会形成宜居行星,而太远不会解体的那么夸张,不过无论怎么说,看这个场景还是挺享受的,不是吗?

盾牌座uy,刷新了人类对恒星体积的认识(曾经最大的是大犬座vy),放到太阳位置,它会超过木星轨道,接近土星轨道。光绕它的赤道一周要9个多小时,要知道绕太阳赤道一周仅需14.5秒。


仰望天空,在繁星密布的夜空下,我们很容易感到渺小,但是为了了解我们到底有多渺小,我们必须知道我们与银河系中较大天体相比的相对大小,盾牌座UY ,一颗明亮的红色超巨型变星,目前被认为是银河系中最大的恒星。



德国天文学家1860年在波恩天文台最早发现了盾牌座UY ,但是直到2012年天文学家通过智利阿塔卡马沙漠的超大型望远镜才观察到盾牌座UY ,这颗恒星的真实大小才被估算下来。在这一发现之后,盾牌座UY 被正式命名为银河系中已知最大的恒星,超过了以前的记录保持者,如萎叶星、大犬座星VY 和新魔星。



虽然有些恒星比盾牌座UY 更亮更重,但它是目前已知的所有恒星中最大的,半径为1708192R☉.这个数字相当于大小在1054378000到1321450000英里之间,这大约是太阳半径的1700倍,体积的210亿倍。



从我们的角度来看,地球与一个人相比相当大。但是与我们的一些近邻相比,地球非常小。想象一下地球是一个直径为20厘米的球。按照这个比例,太阳直径大约为22米。巨大而遥远的盾牌座UY 的直径将是38100米。



那么,如果盾牌座UY 和我们的太阳互换位置会发生什么呢?盾牌座UY会吞没木星的整个轨道,吞噬太阳、太阳系的前五颗行星和小行星带。有人推测这颗恒星可能更大,足以延伸到土星轨道之外。不仅如此,盾牌座UY 的引力还会吞噬太阳系中更大的行星和更远的小行星,任何未被消耗的海王星、冥王星需要数千年才能完成围绕这个巨人旋转一周。



人类在不断探索、观察和发现关于银河系和数万亿个银河系中天体的新事物。有理由在未来发现另一颗更大的恒星。人类的视角,在宇宙范围内,是非常小的。即使盾牌座UY 是银河系中最大的恒星,在遥远的星系中也可能有其他更大的恒星让盾牌座UY相形见绌,在这个难以形容的浩瀚宇宙中的某个地方,也可能永远不会知道。

水星到太阳的距离只有5790万公里。很明显水星已经在盾牌座UY的里面了。金星距离太阳1.082亿公里;地球距离太阳1.496亿公里;火星距离太阳2.27亿公里。金星、地球和火星也都被盾牌座UY给吞没了。太阳系中的四颗类地行星都没有了。

那么剩下的四颗距离太阳较远的气态行星还会存在吗?木星到太阳的距离是7.8亿公里。木星这颗太阳系中最大的行星未能幸免于难。同时在木星和火星之间的小行星带以及木星的79颗卫星都同时葬身于火海之中。

土星到太阳的距离是14.3亿公里,没有被盾牌座UY吞掉。不过它距离盾牌座UY只剩下2.3亿公里了。土星被盾牌座UY烘烤着,美丽的土星光环和土卫二将会被蒸发消失。土卫六也会因为太热,大气层消失了,甲烷湖泊消失了,坚硬的水冰消失了。

如果盾牌座UY放到太阳系中心,太阳系的行星将面临重新洗牌,盾牌座UY的质量是太阳的质量的32倍,它就像一个巨大的宇宙吸尘器。太阳系中柯伊伯带和奥尔特云中的天体受到盾牌座UY强大的引力会脱离原来的轨道纷纷撞向盾牌座UY。很有可能太阳系中幸存的那些天体又会被吸入到盾牌座UY的怀抱中。

太阳系被盾牌座UY打扫干净了。






超音速飞机要飞1100年

假如盾牌座放在太阳位置,那咱们的天就不在是蓝色,而是红色了。

大家都被蒸发了

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