在广袤的宇宙中,最小的恒星有多小,最大的又有多大呢?
恒星是宇宙中最常见的星体之一 , 它依靠内部的核聚变向外释放着巨量的光和热 , 是我们用肉眼和天文观测仪器最容易观测到的星体 , 恒星以它强大的引力作用和辐射能量 , 维系着一个恒星系统的稳定运行 , 在推动系统内物质和能量转化以及天体形成和演变中起到最要的作用 。 通过观测 , 科学家们推测出银河系有4000亿颗左右的恒星 , 而在可观测宇宙之内 , 则至少有上万亿亿颗 , 那么 , 在这些数量巨大的恒星中 , 质量最小的和最大的界限分别是多少呢?
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恒星的形成过程
如果从一个恒星系的原始状态来看 , 排除恒星因引力作用俘获系外流浪行星的可能 , 则在这个恒星系中 , 恒星和围绕它公转的行星 , 几乎都是在同一时段内形成的 , 其形成环境依赖于这个系统中所包含的星际物质总量和浓度 。
在上一任大质量恒星衰老死亡或者超新星爆发之后 , 会有大量的组成物质被抛洒在宇宙空间中 , 形成在一定范围内集中分布、物质浓度相对较高的星际空间 , 在这个空间中充斥着众多质量较轻的元素和星际尘埃 , 依靠着相互之间的引力作用逐步发生聚合 , 形成质量相对较大的核心物质团 。
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核心物质团在持续吸收外界物质的同时 , 因引力作用也在不断发生着向内坍缩 , 进而核心区的质量越来越大 , 在物质相互碰撞以及坍缩的综合作用之下 , 核心区的温度越来越高 , 当达到700万摄氏度以上时 , 就会触发氢原子的核聚变反应 , 这个时候就恒星就诞生了 。
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【在广袤的宇宙中,最小的恒星有多小,最大的又有多大呢?】能够触发内核发生核聚变的临界质量是恒星的最小质量
从以上恒星的形成过程可以看出 , 形成恒星必须的条件就是内核发生核聚变 , 而氢原子发生核聚变所需要的温度 , 在所有元素中是最低的 , 因此所有的恒星在形成之后内核发生的聚变反应 , 都是从氢原子开始的 。 宇宙大爆炸之后释放出来的众多微小粒子 , 在几亿年之后最先组合成、也是最易组合成的物质就是氢原子 , 而超新星爆发以后所释放出来的物质 , 氢元素也有一定的比例 , 这些都为恒星的形成奠定了物质基础 。
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而恒星的形成 , 则是刚才提到的众多由星云物质组合而成的许多核心区相互竞争的结果 , 它们虽然是同时起步 , 但是由于星云物质密度的空间区域有一定的差异 , 造成了在演化方向上会存在着质量积累的不同步性 , 越是质量大的核心区 , 就越有优势吸收更多的星际物质 , 也越有可能把那些质量较小的核心区进行“收编” , 从而为组合而成更大、更具有统治力的核心区 , 也就是恒星的“胚胎”奠定基础 。
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而那些在与这个最大核心区-恒星胚胎竞争中失利的核心区 , 后来就出现了不同的演化命运 , 距离很近的被恒星核心所吸收;距离相对较近且没有被吸收的只能依靠原始物质积累逐步演化固态行星;那些距离恒星较远的核心区 , 则在恒星形成以后 , 可以继续俘获被太阳风吹离的众多轻物质 , 从而聚合成质量较大的气态行星 。
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在理论上 , 在一个星际物质分布集中区域 , 星际物质的含量就多、密度越大 , 其形成恒星的可能性也越大 , 最终形成的恒星质量也会越大 , 围绕其运动的行星数量也会越多 。 但如果反过来看 , 在星云物质演化过程中 , 有两种情况的发生则有几率产生不了恒星:
第一种情况:假如星际物质的含量较少 , 即使占统治地位的核心区所吸收的星际物质总量 , 也不足以使核心区的温度提升到可以达到氢原子核聚变的程度 , 恒星就不会形成 。 第二种情况:在系统演化过程中 , 所形成的若干核心区最后势均力敌 , 谁也没有最终脱颖而出 , 星际物质的吸收和分配比较平均 , 也会使得触发恒星内部核聚变所需要的温度缺乏必要的支撑条件 。 根据科学家推测 , 当一个星体 , 其最后通过吸聚星际物质所达到的总质量 , 达不到太阳质量的0.08倍时 , 即使它再怎么“努力” , 其内核的温度都达不到700万摄氏度 , 这个时候恒星内部就不会触发氢原子的核聚变 , 也就是质量的积累没有最终完成华丽的“质变” , 只能形成“失败的恒星”-褐矮星 。
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