恒星內(nèi)部發(fā)生的核聚變反應(yīng)是支撐恒星不至于向內(nèi)部發(fā)生重力坍縮的原因。核聚變反應(yīng)的效率取決于壓力和溫度。

當(dāng)恒星的質(zhì)量很大時(shí)，溫度和壓力就會(huì)變大，核聚變反應(yīng)的效率也就相應(yīng)提高。這樣，核聚變反應(yīng)會(huì)釋放強(qiáng)大的輻射壓將恒星的外層物質(zhì)吹入到太空之中。這樣使得恒星的質(zhì)量不可能無(wú)限增大。能夠形成恒星的質(zhì)量就有了一個(gè)上限。這個(gè)質(zhì)量估計(jì)為150個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。

圖：蜘蛛星云

位于蜘蛛星云中的R136a1恒星是目前質(zhì)量最大的恒星，它的質(zhì)量達(dá)到了太陽(yáng)的265倍，遠(yuǎn)大于理論值�？茖W(xué)家懷疑產(chǎn)生這樣的巨怪的原因可能源于恒星的合并，它可能是由數(shù)個(gè)巨大的恒星合并而成。它的周圍仍然有數(shù)個(gè)質(zhì)量超過(guò)100倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星。

圖：
由左至右：紅矮星、太陽(yáng)、藍(lán)矮星和R136a1

由于強(qiáng)烈的核聚變反應(yīng)，使得它產(chǎn)生了每秒300多千米的恒星風(fēng)，使得它外部質(zhì)量快速流失，據(jù)估計(jì)在過(guò)去的百萬(wàn)年間已失去了大約50個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量。巨大的質(zhì)量也使得它的壽命只有短短的數(shù)百萬(wàn)年。這顆恒星的半徑大約為太陽(yáng)的直徑的35倍。但它并不是體積最大的恒星。

圖：盾牌座UY（最亮的）

體積最大的恒星是盾牌座UY，它是一顆位于盾牌座的紅色超巨星。

圖：
太陽(yáng)系行星與其他恒星的比較： 圖1 水星 < 火星 < 金星< 地球 圖2 地球 < 海王星 < 天王星 < 土星< 木星 圖3 木星 < 比鄰星 < 太陽(yáng) < 天狼星 圖4 天狼星 < 北河三 < 大角星 < 畢宿五 圖5 畢宿五 < 參宿七 < 心宿二 < 參宿四 圖6 參宿四 < 大犬座VY < 天鵝座NML < 盾牌座UY

這顆恒星的質(zhì)量為太陽(yáng)的32倍，但半徑達(dá)到了太陽(yáng)的1,708 ±192 倍（7.05～8.83天文單位），直徑達(dá)2,375,828,000千米。如果把它放到太陽(yáng)系中，它差不多接近木星的軌道（9.58個(gè)天文單位）。

作為紅超巨星的盾牌座UY，它的壽命只有1000～5000萬(wàn)年。最終會(huì)因燃料耗盡后，發(fā)生超新星爆發(fā)。剩下的殘骸會(huì)在重力作用下發(fā)生坍縮，形成黑洞。

所以，作為恒星來(lái)說(shuō)，其直徑都不可能達(dá)到1光年。但有一類看上去像恒星的星體卻可以非常的大，這就是類星體。這類星體由于距離遙遠(yuǎn)，看上去如同恒星一樣的只有一個(gè)點(diǎn)。但實(shí)際上它的直徑能達(dá)到數(shù)光年。類星體也是因它看上去“類似恒星”而得名。

圖：類星體

圖：天文學(xué)家拍攝到的類星體

類星體的中心是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，其質(zhì)量能夠達(dá)到太陽(yáng)的上百億倍，它在吞噬圍繞它周圍的吸積盤時(shí)，會(huì)釋放出強(qiáng)大的能量輻射。

看看下圖，你就應(yīng)該知道宇宙的廣闊與人類的渺小了！

宇宙中會(huì)不會(huì)存在直徑達(dá)1光年的恒星？

有句俗話說(shuō)的很好，“林子大了什么樣的鳥都有”，那么是不是可以引申到“宇宙大了什么樣的天體都有呢？”，當(dāng)然這是一個(gè)腦洞問(wèn)題，但更是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，我們必須以科學(xué)的手段來(lái)確定下到底有沒(méi)有這樣的恒星？

一、宇宙中最大的恒星和最重的恒星分辨是哪顆？

這也許大家就脫口而出啦，畢竟那么多科普已經(jīng)讓各位滾瓜爛熟了！

1、最大的恒星：盾牌座UY

2、最重的恒星：大麥哲倫星系蜘蛛星云R136星團(tuán)中的R136a1

盾牌座UY的直徑與土星公轉(zhuǎn)軌道差不多，達(dá)到了19天文單位左右！

最重的R136a1的質(zhì)量則達(dá)到了太陽(yáng)的256倍！

兩者都是宇宙中猶如天王一般的存在！無(wú)論是哪個(gè)在太陽(yáng)系中是沒(méi)有藏身之所的！

二、為什么最大的恒星不是最重的恒星？

這個(gè)問(wèn)題非常好，與常見(jiàn)的物體體積和質(zhì)量成正比的符合大致規(guī)律不一樣，恒星是以發(fā)展階段為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)的，同一個(gè)階段內(nèi)，質(zhì)量和體積大致成正比，但不同的階段就千差萬(wàn)別了！

上圖是表現(xiàn)恒星演化與發(fā)展的赫羅圖，從中我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，中等恒星在脫離主序星階段后會(huì)走向紅巨星，這和恒星的結(jié)構(gòu)有關(guān)系，在大質(zhì)量恒星（9倍-40倍太陽(yáng)質(zhì)量）中有一個(gè)比較厚的輻射層，這導(dǎo)致核聚變后的物質(zhì)無(wú)法通過(guò)對(duì)流輸送到恒星的各處，在脫離主序星后的氫元素將在內(nèi)核的外層燃燒，內(nèi)核氦元素將會(huì)逐漸坍縮以加熱到更高的溫度直至點(diǎn)燃氦元素的燃燒階段，劇烈的燃燒將會(huì)使恒星將會(huì)極度膨脹！而在2.5倍太陽(yáng)質(zhì)量以內(nèi)的恒星則無(wú)法在收縮階段燃燒，只能在坍縮-燃燒（氦閃）-膨脹這樣周而復(fù)始直至耗盡燃料！

因此最大的恒星是恒星的一個(gè)膨脹發(fā)展階段，而且反而是其密度最低的階段，因此最大的恒星與最重的恒星并沒(méi)有關(guān)系！

三、超級(jí)藍(lán)特超巨星會(huì)膨脹成比盾牌座UY更大的紅巨星嗎？

上文說(shuō)明了9-40倍太陽(yáng)質(zhì)量之間的恒星有一個(gè)輻射層是膨脹成紅巨星最關(guān)鍵的那層氣球膜，因?yàn)樽銐蚝�，因此它可以阻止�?duì)流到表面，但超過(guò)40倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星的整個(gè)對(duì)流程占了恒星的大部分，而輻射層卻很薄，因此這個(gè)級(jí)別的恒星并不會(huì)經(jīng)過(guò)紅巨星階段，而是在未來(lái)的鐵核坍縮中以Ib或者Ic超新星爆發(fā)的形式結(jié)束自己的生命，而內(nèi)核將會(huì)坍縮成一個(gè)黑洞！

四、恒星能無(wú)限大嗎？

很多朋友會(huì)認(rèn)為，無(wú)限大的恒星會(huì)坍縮成黑洞，這肯定沒(méi)錯(cuò)，但這并不是最準(zhǔn)確的答案！因?yàn)楹阈潜旧淼臋C(jī)制不會(huì)出現(xiàn)無(wú)限大的恒星！因?yàn)楹阈菚?huì)發(fā)光，會(huì)產(chǎn)生輻射壓！因此各位會(huì)發(fā)現(xiàn)恒星的密度其實(shí)并不高，比如太陽(yáng)的密度只有1.409克/立方厘米，即水的1.41倍左右，這是因?yàn)樵诤阈禽椛鋲旱闹�撐下，與引力坍縮在某個(gè)程度平衡了！因此暫時(shí)太陽(yáng)并不能繼續(xù)縮小，當(dāng)然它暫時(shí)也無(wú)法擴(kuò)大！那么它會(huì)在什么時(shí)候膨脹擴(kuò)大呢？

大約在20-30億年后，即在更猛烈的氦元素燃燒階段，將會(huì)產(chǎn)生超強(qiáng)的輻射壓，將外層氣殼向外推，直至脫離恒星引力的束縛最重成為行星狀星云！這就是紅巨星階段，但質(zhì)量過(guò)大的恒星本身輻射壓就會(huì)達(dá)到一個(gè)閥值，即引力坍縮能所能束縛的極值，如果超過(guò)這個(gè)值，那么恒星就會(huì)在強(qiáng)烈恒星風(fēng)（輻射壓）的作用下大幅丟失質(zhì)量，最終導(dǎo)致恒星質(zhì)量銳減！而這個(gè)就是愛(ài)丁頓極限，這個(gè)極限是太陽(yáng)質(zhì)量的150倍左右！

恒星質(zhì)量的上限已定，紅巨星的上限質(zhì)量也已定，所以一光年直徑的目標(biāo)恒星不可能達(dá)到的，因?yàn)榫嚯x質(zhì)心過(guò)遠(yuǎn)，密度過(guò)低，那么幾近于星云物質(zhì)，當(dāng)然黃矮星未來(lái)的行星狀星云可以到達(dá)這個(gè)規(guī)模，但此時(shí)早已過(guò)了恒星的階段！

答：理論上不可能存在，這樣的恒星意味著恒星質(zhì)量也是巨大的，這時(shí)候?qū)�沒(méi)有任何力量能阻止恒星的塌縮，然后成為超大質(zhì)量黑洞。

在宇宙中，一個(gè)天體的質(zhì)量和成分，基本決定了天體的性質(zhì)，比如行星的質(zhì)量不大于13倍木星質(zhì)量，再大的話內(nèi)部將點(diǎn)燃?xì)涞暮司圩兎磻?yīng)。

對(duì)于一顆恒星，質(zhì)量也是存在上限的，同時(shí)也限制了恒星的體積，大質(zhì)量恒星的引力非常強(qiáng)，此時(shí)依靠恒星的核聚變反應(yīng)釋放大量能量，來(lái)抵抗恒星的引力作用，從而達(dá)到平衡。

據(jù)估計(jì)，恒星質(zhì)量上限大約為200多倍太陽(yáng)質(zhì)量（精確數(shù)值還無(wú)定論），質(zhì)量大于臨界值的恒星，其引力強(qiáng)大到?jīng)]有任何力量能夠抵抗，然后會(huì)塌縮為一顆黑洞。

比如人類發(fā)現(xiàn)質(zhì)量最大的恒星，是大麥哲倫星云中的R136a1恒星，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的260倍；而人類發(fā)現(xiàn)體積最大的恒星，是距離地球9457光年的盾牌座UY，直徑是太陽(yáng)的1800~2100倍，質(zhì)量是太陽(yáng)的32倍。

盾牌座UY是一顆紅超巨星，是名符其實(shí)的恒星巨無(wú)霸，直徑有25億公里，連光在表面繞一圈都要7.3小時(shí)，體積是太陽(yáng)的60億倍，預(yù)計(jì)未來(lái)還有大約1000萬(wàn)年壽命，然后會(huì)以超新星爆發(fā)的形式結(jié)束生命。

一光年指光在真空中運(yùn)行一年的距離，大約是9.46萬(wàn)億公里，是盾牌座UY直徑的3800倍；就算拿宇宙中的黑洞來(lái)看，比如距離地球104億光年的Ton 618黑洞，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的660億倍，史瓦西半徑高達(dá)3840億公里，直徑相當(dāng)于0.08光年，也沒(méi)有達(dá)到一光年的尺度。

我的內(nèi)容就到這里，喜歡我們文章的讀者朋友，記得點(diǎn)擊關(guān)注我們——艾伯史密斯！

雖然宇宙很大，包含了不計(jì)其數(shù)的恒星，僅銀河系就有上千億顆，但宇宙中是不會(huì)存在直徑達(dá)到1光年的恒星。不僅現(xiàn)實(shí)中也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)這樣巨大的恒星，而且理論上也不支持這種恒星的存在。

恒星本身是從星云（主要來(lái)自宇宙大爆炸）中發(fā)生引力坍縮而來(lái)，聚集越多的星云，恒星的質(zhì)量和體積也就會(huì)越大。但這并不意味著恒星可以無(wú)限增長(zhǎng)，有一個(gè)極限會(huì)阻止恒星無(wú)限變大。

恒星不是永久性天體，它們本身處于一種動(dòng)態(tài)平衡——流體靜力平衡，有兩種力量主宰著恒星。由大量物質(zhì)聚集而成的恒星會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的引力坍縮效應(yīng)，自身重力會(huì)不斷壓縮自己。另一方面，受到強(qiáng)烈擠壓的核心區(qū)域可以進(jìn)行核聚變反應(yīng)，由此產(chǎn)生的輻射壓可以對(duì)抗引力坍縮。其中一種力量變強(qiáng)了，另一種力量也會(huì)隨之變強(qiáng)，反之亦然。

理論上，如果只要有星云足夠多，它們就會(huì)被恒星的引力不斷吸收。但由于輻射壓的存在，恒星不能無(wú)限吸積星云。當(dāng)星云吸積足夠多之后，強(qiáng)大的輻射壓會(huì)阻止星云被引力吸收，引力拉不住星云，所以恒星就無(wú)法繼續(xù)增長(zhǎng)，這個(gè)極限被稱為愛(ài)丁頓極限。

在目前已發(fā)現(xiàn)的主序星中，半徑最大的只有太陽(yáng)的幾十倍，即數(shù)千萬(wàn)公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.5光年（4.7萬(wàn)億公里）。而即便是從大質(zhì)量恒星膨脹而來(lái)的紅特超巨星，目前已知最大的半徑也只有12億公里，仍然遠(yuǎn)小于0.5光年。

根據(jù)一些模型，宇宙早期可能有一種極為龐大的恒星，它們被稱之為類星。類星有別于現(xiàn)在的恒星，這種天體的內(nèi)部是黑洞，外部是普通物質(zhì)，所以它們是無(wú)法長(zhǎng)久穩(wěn)定存在的。據(jù)估計(jì)，類星的最大半徑可達(dá)太陽(yáng)的七千倍，即49億公里，但這還是遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到0.5光年的程度。

目前發(fā)現(xiàn)的最大的恒星是盾牌座UY，直徑2,376,828,000公里，光繞盾牌座UY一圈得9個(gè)小時(shí)以上，而繞太陽(yáng)一圈只需要14.5秒，要知道光速可是每秒30萬(wàn)公里，是宇宙中最快的速度！

我們的太陽(yáng)在未來(lái)膨脹成紅巨星之后，體積可以膨脹到火星軌道附近，而盾牌座UY作為紅超巨星，日過(guò)把它放到太陽(yáng)的位置上，那么直徑就能吞噬木星軌道，盾牌座UY能容納45億個(gè)太陽(yáng)或者2億億個(gè)地球！

我們目前發(fā)現(xiàn)的最大的就是盾牌座UY，直徑也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到一光年，事實(shí)上宇宙中不會(huì)有任何一顆恒星直徑可以達(dá)到一光年，因?yàn)楹阈堑捏w積和質(zhì)量在大到一定程度后，就會(huì)被自身的引力所壓縮，質(zhì)量和體積越大的恒星壓縮的越厲害，最后被壓縮成一個(gè)黑洞。

我們的宇宙中的恒星一輩子都在受引力的制約，引力是恒星燃燒的幫手，也是毀滅恒星的兇手，恒星的體積和質(zhì)量決定它的引力，直徑一光年的恒星只能被自身的引力給壓成黑洞，理論上就是一塊巧克力，只要它的體積和質(zhì)量足夠大，那么就都能變成黑洞。

其實(shí)宇宙中的確有直徑一光年甚至幾十光年的天體，這種天體就是恒星他媽，星云。

星云作為一種稀薄分子構(gòu)成的天體，整體體積完全可以達(dá)到幾十光年，也正因?yàn)槿绱耍�星云只能從足夠遠(yuǎn)的地方被看到，近距離的話是看不全的，星云之所以橫跨幾光年也是因?yàn)樗�足夠稀薄�?br/>

1光年就是9萬(wàn)4千六百零八億千米，是太陽(yáng)直徑的680萬(wàn)倍。如果是一個(gè)一光年的球體，則體積是太陽(yáng)的3.14*10^20倍。假入真的有這么一個(gè)恒星的直徑是這么大，那么它的史瓦西半徑將是太陽(yáng)的3.14*10^20倍，即：3km*3.14*10^20=9.9億光年。

我們都知道，史瓦西半徑是物體形成黑洞后尺寸的大小。物體的史瓦西半徑大于物體自身的尺寸，說(shuō)明他就是一個(gè)黑洞。而上述我們計(jì)算出來(lái)一光年的恒星，史瓦西半徑竟然達(dá)到9.9億光年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自身的直徑。這說(shuō)明根本就不存在這樣的恒星，只能夠是黑洞才行。

當(dāng)然了，我們可以通過(guò)一個(gè)公式來(lái)粗略計(jì)算恒星的質(zhì)量和體積上限。恒星的極限狀態(tài)就是史瓦西半徑等于自身的半徑，這樣，假設(shè)其直徑是太陽(yáng)的n倍（太陽(yáng)史瓦西半徑是3km），則有：

3n^3=1392000n

解出來(lái)n=681。

所以，恒星的直徑最大可以達(dá)到太陽(yáng)的681倍，即9.47億千米，約0.0001光年，不可能是1光年。

理論上不會(huì)存在直徑一光年的恒星，目前發(fā)現(xiàn)體積最大的恒星是盾牌座UY，直徑將近24億公里。這是一顆位于盾牌座的紅超巨星，如果把它放在太陽(yáng)的位置上，它的邊緣將會(huì)超過(guò)木星軌道，直逼近土星。
圖：我們的太陽(yáng)在圖片中可能都填不滿一個(gè)像素點(diǎn)

一光年指的是真空中光行走一年的距離，是距離單位，大約等于94600億公里。所以目前已知最大的恒星直徑差不多是一光年的四千分之一。最終這顆巨大的恒星將會(huì)經(jīng)過(guò)一場(chǎng)超新星爆炸，變成黑洞。
圖：一些已知恒星尺寸比較

按照現(xiàn)在的主流觀點(diǎn)認(rèn)為恒星是起源于于原始星云，這些星云可能是在宇宙大爆炸初期就已經(jīng)形成的。形成后的恒星尺寸并非一層不變，而是處于一種動(dòng)態(tài)平衡中。一般尺寸越大壽命越短，因?yàn)樽陨淼囊�力塌陷效果很明顯，核聚變的速率非�？臁�

如果恒星達(dá)到一定尺寸的時(shí)候，就難以繼續(xù)吸引更多的星云物質(zhì)，質(zhì)量也不可能再繼續(xù)增加。除非是那種恒星演化到生命后期經(jīng)超新星爆炸，拋掉多于物質(zhì)，形成星云，如果把整個(gè)星云看作一個(gè)天體，那么直徑是遠(yuǎn)超一光年的。例如蟹狀星云，中心是一顆脈沖星：

歡迎關(guān)注我們：科學(xué)黑洞！圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)侵刪。

（首）可能性不大。1、因?yàn)閺默F(xiàn)在的資料看，質(zhì)量相對(duì)小的恒星，坍塌為白矮星，中子星，且演變時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)大到一定程度，就會(huì)坍塌成黑洞的，且時(shí)間較短。那么，恒星再大時(shí)，它存在演變的時(shí)間會(huì)更短的。2、我們知道，恒星的前身是星云，拿銀河系的前身為例，龐大的星云中，有一點(diǎn)力的不平衡，使一小塊云（比如一部分氫原子）聚集起來(lái)，這部分聚集起來(lái)氫原子，就對(duì)周圍其它氫原子有了較大的吸引力，越聚越大，這就是恒星。由于吸引力與距離成反比，只有恒星聚集到一定質(zhì)量，才能把更遠(yuǎn)的云吸過(guò)來(lái)的，但這是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)榫奂�大質(zhì)量的恒星需要一定的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間過(guò)程中，其它云中力也在發(fā)生變化，又可能一另一個(gè)力點(diǎn)為中心，而形成一個(gè)另外的恒星。這樣，銀河系前身的云，若有上億個(gè)力的不平衡點(diǎn)，就會(huì)形成了上億顆恒星。正如上面所說(shuō)，聚集最大的那顆恒星，再吞噬它周圍的恒星與云，達(dá)到一定的質(zhì)量后，就首先開(kāi)始向黑洞轉(zhuǎn)化了。而相對(duì)較小些的成為中子星、白矮星，大部分再小的演變速度較慢，還以恒星的方式存在著。所以，一顆恒星不可能聚集、吞噬到直徑一光年的半徑時(shí)才開(kāi)始向黑洞轉(zhuǎn)化。退一步說(shuō)，即使有這種恒星的存在，它很快就坍塌為黑洞了。

常有人覺(jué)得我們太陽(yáng)太小了，老問(wèn)：宇宙中有沒(méi)有直徑超過(guò)1光年的恒星？我可以肯定干脆地回答，沒(méi)有。為什么呢？我們一起來(lái)討論。

恒星穩(wěn)定的前提是內(nèi)外壓差的平衡。

天體由于自身巨大質(zhì)量形成的引力向心壓力，內(nèi)部的高壓和高溫點(diǎn)燃了熱核聚變，持續(xù)進(jìn)行的核聚變，產(chǎn)生的巨大能量以電磁輻射的方式向外傳播，由此而發(fā)光發(fā)熱，這就是恒星。恒星中心核聚變巨大輻射壓，抵御住了本身質(zhì)量的引力向心收縮壓，使其內(nèi)外壓保持一個(gè)平衡穩(wěn)定狀態(tài)。

這種平衡能夠維持多久，決定了這顆恒星的壽命有多久。如果這種平衡被打破，這顆恒星就會(huì)變得極不穩(wěn)定，無(wú)法維持恒星的穩(wěn)定狀態(tài)，很快就會(huì)解體。研究證明，恒星壽命長(zhǎng)短完全取決于質(zhì)量，質(zhì)量越大，壽命越短；反之壽命越長(zhǎng)。

恒星有一個(gè)質(zhì)量最小下限，這是因?yàn)樘祗w沒(méi)有達(dá)到一定質(zhì)量，核心部分的壓力和溫度達(dá)不到點(diǎn)燃核聚變的條件，就不會(huì)成為恒星。這個(gè)質(zhì)量下限是太陽(yáng)質(zhì)量的8%左右，相當(dāng)木星質(zhì)量的80倍；恒星的質(zhì)量上限就是“愛(ài)丁頓極限”，現(xiàn)在認(rèn)為約300倍太陽(yáng)質(zhì)量。

因此，恒星上限受“愛(ài)丁頓極限”限制。

英國(guó)天體物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家亞瑟·斯坦利·愛(ài)丁頓爵士，是最早接受并理解愛(ài)因斯坦相對(duì)論的科學(xué)家，為了驗(yàn)證愛(ài)因斯坦認(rèn)為光線經(jīng)過(guò)太陽(yáng)時(shí)，會(huì)受到太陽(yáng)引力而彎曲的預(yù)言，他于1919年5月率領(lǐng)一支科學(xué)考察隊(duì)遠(yuǎn)涉非洲觀測(cè)日全食，驗(yàn)證了這個(gè)預(yù)言的正確，引起了世界科學(xué)界轟動(dòng)，廣義相對(duì)論從此聲名鵲起，成為物理學(xué)界頂級(jí)基礎(chǔ)理論。

“愛(ài)丁頓極限”理論就是愛(ài)丁頓爵士創(chuàng)建的。這個(gè)理論認(rèn)為，在球?qū)ΨQ前提下的天體，輻射壓力不能超過(guò)引力承受的光度上限。所謂光度上限，就是輻射壓上限。恒星質(zhì)量越大，核心受到的壓力就會(huì)越大，在這種壓力下，核聚變就會(huì)越劇烈，這樣形成的輻射壓就會(huì)越大，超過(guò)了上限值，輻射壓就會(huì)將外層物質(zhì)沖散，恒星就難以將外圍物質(zhì)聚攏，恒星就會(huì)解體。

人們開(kāi)始認(rèn)為，恒星質(zhì)量一般不會(huì)超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量的150倍。隨著對(duì)宇宙恒星觀測(cè)的深入，發(fā)現(xiàn)宇宙中存在不少大于太陽(yáng)質(zhì)量150倍的恒星。不過(guò)這些恒星都處于不穩(wěn)定狀態(tài)，外圍物質(zhì)不斷逃逸，驗(yàn)證了恒星質(zhì)量的確存在一個(gè)“愛(ài)丁頓極限”。

迄今發(fā)現(xiàn)最大質(zhì)量的恒星是r136a1，其質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)的265倍~315倍，這說(shuō)明宇宙中最大質(zhì)量恒星可以達(dá)到300個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。

觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，r136a1外圍物質(zhì)極不穩(wěn)定，幾十萬(wàn)年間已經(jīng)逃逸流失了相當(dāng)50個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)，而這顆恒星的年齡才有170萬(wàn)歲，由此說(shuō)明這種大質(zhì)量恒星幾乎是一誕生，就處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。

r136a1的直徑約太陽(yáng)的28.8~35.4倍，即便按照太陽(yáng)35倍計(jì)算，直徑也只有4900萬(wàn)千米。1光年尺度為9.46萬(wàn)億千米，r136a1的直徑只有1光年的約2萬(wàn)分之一。

一般來(lái)說(shuō)，恒星演化后期中小質(zhì)量恒星膨脹得更大。

一些質(zhì)量遠(yuǎn)低于r136a1的恒星，但由于其密度小，因此體積很大。迄今發(fā)現(xiàn)最大體積恒星史蒂文森2-18，直徑達(dá)到太陽(yáng)2158倍，也就是約30億千米，即便如此，也只有約3153分之一光年。這顆恒星相當(dāng)100億個(gè)太陽(yáng)的體積，可以裝下1.3億億個(gè)地球；盾牌座uy的直徑達(dá)到太陽(yáng)的1708倍。

但這些最大體積恒星質(zhì)量反而不大，如史蒂文森2-18只有太陽(yáng)質(zhì)量的17.9倍，而盾牌座uy只有太陽(yáng)質(zhì)量的10倍。這些質(zhì)量在太陽(yáng)8~30倍之間的恒星，演化后期會(huì)有一個(gè)紅超巨星階段，外圍質(zhì)量逐漸流失，很不穩(wěn)定，超新星爆發(fā)是它們最后結(jié)局，中心會(huì)留下一個(gè)致密的中子星。

海山二的質(zhì)量是太陽(yáng)的120~200倍，已經(jīng)處于極不穩(wěn)定的演化后期，隨時(shí)都有可能爆發(fā)。但其直徑也就是太陽(yáng)的240倍左右，比前面說(shuō)的史蒂文森2-18和盾牌座uy小多了。中等質(zhì)量恒星在早期主序星階段體積并不大，只是演化后期才會(huì)膨脹。而更大質(zhì)量恒星反而等不到膨脹到很大，就因?yàn)橹行膭×业臒岷朔磻?yīng)失控而爆炸了，中心會(huì)留下一個(gè)黑洞。

那么，恒星質(zhì)量雖然有限制，體積可以無(wú)限放大嗎？

這是肯定不行的。實(shí)際上史蒂文森2-18和盾牌座uy等恒星的體積已經(jīng)大到極限了，它們表面引力已經(jīng)很小很小了。這一點(diǎn)，通過(guò)恒星表面重力加速度的大小就可以看出。

重力加速度計(jì)算公式為g=GM/r^2，其中g(shù)為天體表面重力加速度，單位為m/s^2；G為引力常量，取值約6.67x11^-11N·m^2/kg^2；r為天體半徑，單位m。

根據(jù)公式計(jì)算，太陽(yáng)表面重力加速度為275m/s^2，地球表面重力加速度為9.8m/s^2，而盾牌座uy表面重力加速度只有約0.0009m/s^2，比地球小10000倍。而這顆恒星密度只有太陽(yáng)密度的4.5億分之一，地球密度的約18億分之一，比地球地表空氣密度還小數(shù)十萬(wàn)倍，這樣的恒星依靠引力已經(jīng)很難拉住表面活躍氣體流失了。

事實(shí)上這種恒星本來(lái)就是演化晚期，質(zhì)量正在流失的恒星。根據(jù)恒星演化規(guī)律，大于太陽(yáng)質(zhì)量8倍的恒星，最終等不到外圍氣體消散掉，就會(huì)發(fā)生超新星大爆炸，把自己炸得粉碎，中心留下一個(gè)致密的核，這就是中子星，大于太陽(yáng)30~40倍的恒星，爆發(fā)后中心會(huì)留下一個(gè)黑洞。

宇宙最大的單個(gè)天體是黑洞。

像r136a1這種極大質(zhì)量恒星，由于其核心核聚變劇烈程度與引力壓不平衡，導(dǎo)致恒星處于不穩(wěn)定狀態(tài)，壽命極短，一般只有幾百萬(wàn)年壽命，不會(huì)超過(guò)1000萬(wàn)年。而太陽(yáng)壽命可達(dá)100億年，現(xiàn)在已經(jīng)50億歲了，r136a1壽命只有300萬(wàn)年左右，現(xiàn)在170萬(wàn)歲了，質(zhì)量就已經(jīng)大量流失了，因此這種恒星不可能發(fā)展到像盾牌座uy這樣體積超大的紅超巨星階段。

大量觀測(cè)驗(yàn)證了愛(ài)丁頓極限理論的正確，現(xiàn)在天文學(xué)家們認(rèn)為，恒星最大極限在300個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量左右，大于這個(gè)質(zhì)量的恒星無(wú)法在宇宙中存續(xù)下去。因此，宇宙中不可能存在1光年直徑的恒星。

目前宇宙最大的單個(gè)天體是黑洞。黑洞是恒星的頂級(jí)尸骸，而且通吃宇宙中的一切天體，越吃越胖，越長(zhǎng)越大，上不封頂�，F(xiàn)在已知最大黑洞叫SDSS J140821.67+025733.2，質(zhì)量是太陽(yáng)的1960億倍，其史瓦西半徑可達(dá)5880億千米，是1光年尺度的1/16。理論上黑洞質(zhì)量沒(méi)有上限，今后會(huì)不會(huì)發(fā)現(xiàn)超過(guò)1光年直徑的黑洞呢？難以預(yù)料。

如果真有超過(guò)1光年直徑的黑洞存在，那這個(gè)黑洞的質(zhì)量將超過(guò)3萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)，相當(dāng)15個(gè)銀河系總質(zhì)量，恐怖吧？

就是這樣，歡迎討論，感謝閱讀。

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恒星的尸體可以擴(kuò)張到一光年甚至更遠(yuǎn)范圍的宇宙空間中。

圖示：蟹狀星云，直徑12光年，還在擴(kuò)張之中，一顆超新星爆炸后產(chǎn)生的星云。

但當(dāng)恒星還是一顆恒星的時(shí)候，它具有理論上的最大體積，可由天體物理學(xué)計(jì)算出來(lái)，這個(gè)體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直徑一光年的球體。而天文學(xué)家的實(shí)際觀測(cè)也沒(méi)發(fā)現(xiàn)直徑達(dá)到一光年的恒星呢。

已知恒星中直徑最大的是一顆紅超巨星

盾牌座UY，一顆即將死亡的恒星，目前它的直徑達(dá)到24億公里，這看起來(lái)是個(gè)很恐怖的數(shù)字，但如果把它和我們的太陽(yáng)替換一下，那么這顆紅超巨星將吞沒(méi)水星，金星，地球，火星，木星，只有土星能夠幸存。

圖示：盾牌座UC換到太陽(yáng)的位置

至于我們自己的太陽(yáng)，在變成紅巨星之后，大概能擴(kuò)張到地球附近，很可能無(wú)法吞沒(méi)地球。

圖示：太陽(yáng)成為紅巨星的時(shí)候

那么要是按光傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算，太陽(yáng)系內(nèi)的天體離太陽(yáng)有多遠(yuǎn)呢？

首先地球離太陽(yáng)大約八分鐘光程，看到了嗎？八分鐘而已。一旦用光速來(lái)衡量距離，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系內(nèi)的行星離太陽(yáng)很近的。

那土星離太陽(yáng)有多遠(yuǎn)呢？

按土星的遠(yuǎn)日點(diǎn)1,513,325,783千米計(jì)算，土星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的時(shí)候大概光需要走5044秒，大約1.4小時(shí)，可以說(shuō)成1.4光時(shí)，距離光走一天的時(shí)間都差得遠(yuǎn)，更不要說(shuō)光走一年時(shí)間了。

哪些因素限制著恒星的體積？

首先是恒星的總質(zhì)量，率先驗(yàn)證愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論正確性的天體物理學(xué)家愛(ài)丁頓最先算出，恒星的最大質(zhì)量不能超過(guò)150個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，如果超過(guò)150倍太陽(yáng)質(zhì)量，那么過(guò)于強(qiáng)烈的核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的輻射壓將超過(guò)引力的約束，將多余的質(zhì)量給吹走！

那么我們可以計(jì)算一下，150倍太陽(yáng)質(zhì)量假如分散在一光年直徑的球體中，它的密度是多大呢？在這樣的密度下，它能夠起動(dòng)熱核反應(yīng)，讓它成為一顆恒星嗎？

球的體積公式是

一光年大約等于9.46萬(wàn)億千米，所以體積大約為1.348*10^38立方千米，而150個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量為3*10^32千克，這樣的一個(gè)天體其密度只有2.22*10^-6千克/立方千米

相當(dāng)于2.22*10^-12克/立方米

相當(dāng)于2.22*10^-18克/立方厘米

而恒星密度（平均密度）的最低要求是0.01克/立方厘米。因此150太陽(yáng)質(zhì)量的氫和氦要是擴(kuò)散到一光年這么大的直徑的球體中，根本無(wú)法行成一顆恒星，它就僅僅是一個(gè)星云而已，只有當(dāng)它收縮自己的體積后，才能形成一個(gè)或多個(gè)恒星！

實(shí)際上，一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量都有1.67*10^-24克，上面計(jì)算出的密度，相當(dāng)于每立方厘米的空間中只有大約百萬(wàn)個(gè)質(zhì)子，這實(shí)在是過(guò)于稀薄了。

那么，讓我們使用逆向思維來(lái)思考一下呢？

如果一個(gè)直徑一光年的球體，擁有0.01克/立方厘米的物質(zhì)密度，會(huì)形成一顆直徑一光年的恒星嗎？

還是不行，因?yàn)槿绱司薮蟮拿芏群腿绱司薮蟮捏w積將讓這些物質(zhì)飛快收縮塌陷成一個(gè)巨型黑洞，轉(zhuǎn)換一下密度單位：

10千克/立方米

10^10千克/立方千米，

總體積是1.348*10^38立方千米

最終質(zhì)量為1.348*10^49千克，相當(dāng)于6.74*10^18個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，674億億個(gè)太陽(yáng)，而我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最大質(zhì)量黑洞也才1960億倍個(gè)太陽(yáng)，只有千億級(jí)別，而這個(gè)黑洞是百億億級(jí)別，相當(dāng)于3500萬(wàn)個(gè)最大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量，這將是個(gè)恐怖的引力怪物。畢竟銀河系才1.5萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，要是憑空多出這么多質(zhì)量，相當(dāng)于宇宙中憑空多出449萬(wàn)個(gè)銀河系，這是什么概念？

據(jù)估算宇宙中的明物質(zhì)的質(zhì)量大約為10^80個(gè)質(zhì)子，相當(dāng)于10^53千克。而憑空多出萬(wàn)分之一的宇宙質(zhì)量，可能會(huì)讓整個(gè)宇宙塌陷！讓宇宙停止膨脹開(kāi)始收縮都不是沒(méi)有可能喔。

圖示：宇宙是膨脹還是收縮與宇宙總質(zhì)量密切相關(guān)，不過(guò)當(dāng)前的測(cè)定告訴我們宇宙在加速膨脹，這是個(gè)很奇怪的現(xiàn)象，需要特別的解釋。

提醒，150太陽(yáng)質(zhì)量的限制。

這個(gè)恒星質(zhì)量的限制可能只適用于從星云到恒星的形成過(guò)程中，但如果兩顆已經(jīng)成型的恒星在后期發(fā)生合并，就能突破這個(gè)質(zhì)量限制。

天文學(xué)家迄今觀察到的質(zhì)量最大的恒星出現(xiàn)在 大麥哲倫星系的蜘蛛星云中，這里至少有四顆恒星超越了150太陽(yáng)質(zhì)量的上限，其中質(zhì)量最大的一顆恒星的編號(hào)是R136a1，估計(jì)質(zhì)量為265 ~ 315 個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。它也是最亮的恒星之一，亮度達(dá)到太陽(yáng)的871萬(wàn)倍！質(zhì)量增加三百倍 可亮度增加了八百萬(wàn)倍，這說(shuō)明這顆超大質(zhì)量恒星的熱核反應(yīng)進(jìn)行得非同尋常的劇烈，如果愛(ài)丁頓是對(duì)的，那么這顆恒星在它死亡前，其強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)就會(huì)將構(gòu)成它的大多數(shù)物質(zhì)吹走。

如果這樣的雙星融合足夠多，天文學(xué)家就將在150-300太陽(yáng)質(zhì)量范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)一系列巨恒星，可惜這種事情真的很罕見(jiàn)。迄今為止只發(fā)現(xiàn)了四顆，而在天文學(xué)家已經(jīng)記錄的多達(dá)數(shù)十億顆恒星當(dāng)中，它們的質(zhì)量都小于150個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，所以，天文學(xué)家們依然相信愛(ài)，丁頓所計(jì)算出的恒星的質(zhì)量上限依然是有道理的，超過(guò)恒星質(zhì)量上限的恒星通常應(yīng)該來(lái)自兩顆太陽(yáng)的融合。

那么我們的問(wèn)題是，是否理論上允許許許多多的太陽(yáng)融合在一起，形成一顆直徑超過(guò)一億光年的恒星呢？

這同樣不可能發(fā)生，太多恒星融合只會(huì)直接將它變成一顆超新星，然后塌縮成黑洞。

宇宙中沒(méi)有一光年大小的恒星，但卻可以擁有直徑超過(guò)光年的黑洞！當(dāng)然黑洞的直徑指的是它的視界范圍，進(jìn)入這個(gè)范圍就連光都無(wú)法逃逸。我們甚至可以根據(jù)史瓦西半徑公式計(jì)算這樣一個(gè)黑洞的質(zhì)量有多大呢。

圖示：人類拍攝的第一張黑洞照片，M87黑洞，擁有65億太陽(yáng)質(zhì)量，看看它的黑色區(qū)域，可以輕松裝下太陽(yáng)系。