木星比有些恒星还要大,为什么它不是恒星?


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木星比有些恒星还要大,为什么它不是恒星?


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恒星是宇宙中很常见的一种天体 , 不管我们往宇宙中的哪个方向看 , 都会看到大量的恒星 , 我们的太阳也是一颗恒星 , 只是因为它距离我们很近(相对于其他恒星而言) , 所以我们才觉得太阳非常大 , 实际上 , 宇宙中比太阳更大的恒星多得是 , 在有些特别庞大的恒星面前 , 太阳可以说是渺小得犹如一粒沙子 。

上图中心位置的这颗恒星被命名为“史蒂文森2-18”(Stephenson 2-18) , 在人类目前已知的所有恒星中 , 它是体积最大的一颗 , 这颗恒星位于“盾牌座”的一个被称为“史蒂芬森2”(Stephenson 2)的疏散星团之中 。
观测数据显示 , “史蒂文森2-18”与我们的距离大约为2万光年 , 是一颗“红超巨星” , 其体积大约是太阳的100亿倍 , 太阳与这颗恒星相比 , 大概就是下图这种效果 。

当然了 , 虽然太阳在宇宙中的众多恒星中算不上是“大个子” , 但宇宙中也有很多比太阳更小的恒星 , 那么已知最小的恒星是哪一颗呢?
根据已知的观测数据 , 最小的恒星是一颗名为“EBLM J0555-57Ab”的恒星 , 这颗恒星属于一个名为“EBLM J0555-57 ”的三合星系统 , 在天空中位于“绘架座” , 距离我们大约600光年 , 是一颗非常黯淡的红矮星 , 其体积只有木星的84%左右 。

(图为太阳、“EBLM J0555-57Ab”和木星的大致比例)
看到这里 , 相信大家一定会比较好奇 , 木星明明比有些恒星还要大 , 为什么它不是恒星呢?答案就是:木星的质量达不到成为恒星的标准 。
一个天体的体积与质量并不是正比例关系 , 天体的质量越大 , 其自身的重力就越大 , 在重力的作用下 , 天体就会具备向内坍缩的趋势 , 随着质量的增加 , 天体自身的重力也越来越大 , 天体就被重力“压缩”越来越致密 , 其体积也会相应地收缩 。
另一方面来讲 , 天体的体积收缩了 , 其核心的温度和压强就会升高 , 当其质量达到一定程度的时候 , 其核心就具备了点燃氢的核聚变的条件 。

(图为宇宙元素丰度表)
氢元素是宇宙中丰度最高的元素 , 如果按质量来计算 , 氢元素就占据了宇宙中普通物质的73.9%(不包含暗物质和暗能量) , 因此当一个天体通过不断吸积周围的物质 , 并使其质量最终达到可以令其核心具备点燃氢的核聚变的条件时 , 它的核心就总是会包含大量的氢 , 在这种情况下 , 天体核心就会启动氢的核聚变 , 从此成为一颗闪亮的恒星 。
根据科学家的计算 , 只有质量大于等于太阳质量的8%的天体 , 其核心的温度和压强才可以达到点燃氢的核聚变的条件 , 而前面我们提到的“EBLM J0555-57Ab” , 其质量大约为太阳质量的8.1% , 可以说是刚好超过这个临界值 , 正因为如此 , 它才会是已知最小的恒星 。

相对而言 , 虽然木星的体积比有些恒星还要大 , 但它的质量却只有太阳质量的大约千分之一 , 这远远低于成为恒星的标准 , 所以它不是恒星也就不足为奇了 。
至于为什么木星的体积比有些恒星还要大 , 其实只不过是一个平均密度问题 , 已知“EBLM J0555-57Ab”的质量大约是木星的81倍 , 但体积却只有木星的大约84% , 简单计算一下就可以得出 , “EBLM J0555-57Ab”的平均密度大概就是木星的96倍 。
要知道木星的平均密度为1.326克/立方厘米 , 太阳的平均密度也只有1.408克/立方厘米 , 也就是说 , “EBLM J0555-57Ab”的平均密度也远远地超过了太阳 , 为什么会这样呢?
正如前文所言 , 天体会因为其自身的重力而具备向内坍缩的趋势 。 对于质量较小的天体来讲 , 其自身物质之间的电磁力就可以抵挡住重力的“压缩” , 但当天体的质量达到一定程度的时候(即太阳质量的8%) , 电磁力就抵挡不住重力了 。

在这种情况下 , 天体就会不断地坍缩 , 其自身的密度也会越来越大 , 而当天体演化成恒星之后 , 其核心的核聚变产生的能量就可以抵挡住重力 , 并且还可以将恒星的体积“吹”大 。

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