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小恆星,大宇宙,最具潛力的大宇宙以及最具潛力的宇宙中最大的星雲

上圖顯示的是太陽的表面與其大氣層,保羅·斯圖爾特攝。

浩瀚的宇宙空間和深奧的天文學科給人的感覺都是巨大無比的:最大的恆星,最大的星雲,最具潛力的大型星系,最無限的宇宙,以及哪個彗星在小天體中最大,等等等等。

有大就有小,最大的另一面會是怎樣呢?今天我們就來討論一下小恆星。開始前請先忘了Gray Coleman和Emmanuel Lewis的玩笑,接下來就來談論一下這些可愛的小型融合工廠。

太陽質量數倍的氫氣聚集在一起就會形成大恆星。那麼,要得到更小的恆星,則只需更少的氫氣。但有個最小值的界限,超過了,就不能在核心處產生熱量和壓力來引發太陽能聚變。這顆未形成的恆星接著就會散作一團,最後消散殆盡,消失在仙女座的通道中,變回瀰漫在宇宙中的氫氣存在。

最小的恆星有多小?我們所知道的最小的恆星是哪個?傳統意義上,恆星是一個在其核心具有足夠質量和壓力的物體,它可以融合聚變,將氫原子變成氦。

融合過程會釋放熱量和能量,抵消重力的作用,最終形成體積穩定的、一定大小的恆星。

恰巧,我們的太陽正好是1太陽質量。實際上,這並不是真的,因為我們就是用太陽作為了其他恆星的量尺,這才是根源。我們正在進行一場無休止的恆星測量比賽,其中最大的並且周長最長的是哪顆呢?

我們聊過了最大的恆星,但最小的呢?你能用肉眼看到最小的恆星是哪顆?它們到底有多小?

經驗證,如果只有太陽質量的7。5%的氫氣聚集起來,仍然可以在恆星內部進行聚變反應。這就是我們熟知的紅矮星。即使我們還沒有機會測量很多紅矮星,但是最近的比鄰星的質量約為太陽質量的12。3%,而且距離我們只有20萬公里。換句話說,最小的紅矮星只比木星大50%左右。

紅矮星想像圖

而區別明顯的是,這顆紅矮星的重量大約是木星質量的八倍。我知道這聽起來很瘋狂,但是當更多的氫氣聚集時,受重力影響,恆星的體積不會繼續增加,而只是密度增加。

這是已知最小的恆星,質量是太陽質量的9%,僅高於最小理論值。

比鄰星的X射線影象。圖片來源:Chandra

比鄰星約佔太陽質量的12%,是太陽之外離地球最近的恆星。但是因為太暗了,如果沒有望遠鏡的話很難看見。事實上,用肉眼根本看不到紅矮星。你可以看到的最小的恆星是天鵝座61,這是一對雙星,其中一顆恆星只有太陽質量的66%,距離我們只有11。4光年遠,但在黑暗的天空中幾乎看不到它。然後是Spock的家——天苑四,只有太陽質量的74%,接著是半人馬座,佔太陽質量的87%,再就是太陽。這將顛覆你的認知:太陽是你能肉眼看到的第四小的恆星。你能看到的所有其他恆星都比太陽大得多。他們都是恐怖的巨大怪物。

天苑四b的軌道清空了塵埃帶中的一個區域。

當然,與最小的恆星相比,我們的太陽顯然是巨大的,但也完全適合我們的需要,它是我們人類及地球上所有生命存在的根本。對我們來說,太陽的尺寸剛剛好,不必去管其他的大恆星。

天苑四 是一顆主序帶上分類為K2的恆星。它是波江座內最靠近我們,也是在近距離恆星列表上能以裸眼看見的全天第三靠近的恆星。估計他的年齡少於十億年,相對來說還是顆年輕的恆星,因此這顆恆星的磁場活動比太陽強,而恆星風的強度估計是太陽的30倍。自轉也比較快速,雖然有緯度上的變化,估計週期約為11。1 天。

環繞天苑四的兩條小行星帶。

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