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最大的恒星和最小的恒星

收录时间:2026/1/30 13:18:24

最大的恒星

需要先明确衡量标准—— 最大是按体积还是质量,两者的冠军恒星差异极大。目前人类已知的恒星中,体积最大的是红特超巨星史蒂文森 2-18,质量最大的是蓝特超巨星 R136a1。

一、 体积最大的恒星:史蒂文森 2-18(Stephenson 2-18)

核心参数

半径约为太阳的 2150 倍(误差范围 2000–2200 倍),是目前观测到的体积最大恒星。

若将它置于太阳系中心,其光球层边缘会超越土星轨道(土星轨道半径约为太阳半径的 9.5 天文单位,对应太阳半径的 1195 倍),水星、金星、地球、火星、木星都会被它完全吞噬。

体积约为太阳的100 亿倍,亮度约为太阳的 40 万倍,属于富氧型红特超巨星。

位置与发现

位于盾牌座,距离地球约 1.9 万光年,属于一个名为 “史蒂文森 2” 的疏散星团。

1990 年由美国天文学家查尔斯・史蒂文森发现并命名。

对比其他超大恒星

此前被认为是 “最大恒星” 的大犬座 VY,半径修正后约为太阳的 1420 倍,远小于史蒂文森 2-18。

另一颗知名红超巨星参宿四(猎户座 α),半径约为太阳的 887 倍,仅为史蒂文森 2-18 的 40% 左右。

二、 质量最大的恒星:R136a1

核心参数

质量约为太阳的 265 倍(误差范围 250–275 倍),是已知质量最大的恒星,远超恒星 “爱丁顿极限”(理论上恒星稳定存在的质量上限约为太阳的 150 倍,R136a1 的存在挑战了传统理论)。

属于蓝特超巨星,表面温度高达 5.3 万 K(太阳表面温度约 5778K),亮度是太阳的 870 万倍。

体积仅为太阳的数万倍,远小于红超巨星,体现了 “质量大≠体积大” 的特点。

位置与发现

位于大麦哲伦云的 R136 星团(距离地球约 16.3 万光年),是该星团的核心恒星。

2010 年由欧洲南方天文台的甚大望远镜确认其质量参数。

三、 关键补充说明

测量方法的局限性

恒星大小无法直接测量,需通过三角视差法(测量恒星周年视差)、食双星法(通过双星掩食周期计算)或光谱拟合间接推算,存在一定误差。

远距离恒星的参数误差更大,未来可能发现更大的恒星。

恒星大小的演化规律

恒星的体积会随演化阶段变化:主序星阶段体积较小,演化到红超巨星 / 红特超巨星阶段时,核心氢燃料耗尽,外层大气急剧膨胀,达到体积峰值。

红超巨星的结局通常是超新星爆发,核心坍缩成中子星或黑洞。

“最大” 的边界

理论上,恒星体积不可能无限大,外层大气的引力束缚力与辐射压需达到平衡,过度膨胀的外层会被恒星风剥离。


最小的恒星

判断一颗天体是否为恒星的核心标准,是其核心能否启动氢核聚变反应—— 这需要足够的质量来产生高温高压。宇宙中最小的恒星,质量刚好达到氢聚变的临界值,这类恒星属于红矮星,体积甚至比木星大不了多少。

一、 恒星的最小临界条件

恒星的最小质量门槛约为 0.08 倍太阳质量(约 80 倍木星质量)。

质量≥0.08 倍太阳质量:核心温度和压力足以点燃氢核聚变,成为真正的恒星。

质量<0.08 倍太阳质量:无法启动氢核聚变,这类天体被称为褐矮星,也被称为 “失败的恒星”,介于行星和恒星之间。

从体积来看,最小恒星的半径下限约为 0.08 倍太阳半径,略大于木星(木星半径约为 0.1 倍太阳半径)。

二、 已知最小的恒星:EBLM J0555-57Ab

这是目前人类观测到的最小恒星,各项参数精准卡在恒星的临界线上:

核心参数

质量:约 0.081 倍太阳质量(仅比临界值多 1%),相当于 85 倍木星质量。

半径:约 0.084 倍太阳半径,比木星半径还小约 16%,体积和土星相当。

亮度:仅为太阳的 0.0001 倍,表面温度约 2700K(太阳表面温度约 5778K),属于暗淡的红矮星。

观测背景

位于剑鱼座,距离地球约 600 光年。

属于双星系统,其主星是一颗更亮的红矮星,天文学家通过 “凌日法”(恒星被伴星遮挡导致亮度下降)发现并测量了它的参数。

三、 最小恒星的核心特点

演化极慢,寿命极长

红矮星的核聚变反应速率极低,氢燃料消耗非常缓慢,寿命可达万亿年,远超宇宙当前 138 亿年的年龄,因此宇宙中还没有任何一颗红矮星演化到生命末期。

没有 “红巨星” 阶段

不同于太阳这类中等质量恒星,红矮星不会膨胀成红巨星,而是会缓慢耗尽核心氢燃料,最终冷却收缩成一颗黑矮星(理论推测,目前宇宙中尚未形成黑矮星)。

暗淡难观测

最小恒星的亮度极低,几乎无法通过肉眼或小型望远镜观测,只能通过专业设备在双星系统中探测。

四、 与褐矮星的关键区分

褐矮星的质量介于 13 倍木星质量(能启动氘核聚变)和 80 倍木星质量(无法启动氢核聚变)之间,它和最小恒星的本质区别是是否能持续进行氢核聚变,这也是划分恒星与褐矮星的核心边界。