在銀河系的盾牌座,距離地球約2萬光年的地方,潛藏著一顆“宇宙巨獸”:史蒂文森2-18,作為已知體積最大的恒星,它的直徑達30億公里,體積相當于100億個太陽,亮度高達44萬倍太陽光度。
史蒂文森2-18于1990年,由美國天文學家查爾斯·布魯斯·史蒂文森在紅外深空探測中發現,位于史蒂文森2疏散星團(RSGC2)附近,屬銀河系半人馬臂,直徑約30億公里(2158倍太陽直徑,約139萬公里),若取代太陽,其邊緣將吞噬至土星軌道(14億公里),覆蓋水星、金星、地球、火星和木星。體積為100億倍太陽,可容納1.3億億個地球。
質量約12-18倍太陽質量(較早估算25-40倍),因劇烈質量損失(每年1.35×10??太陽質量)大幅減少,亮度約44萬倍太陽光度(估算范圍9萬-63萬),是最亮的紅超巨星之一,表面溫度約3200K(2927°C),遠低于太陽(5500°C),呈深紅色,因稀薄外層大氣導致熱量分散。
史蒂文森2-18的龐大源于其演化階段:它處于主序星晚期,核心氦聚變為碳,內壓使外層氣體劇烈膨脹,外殼密度僅為太陽的10億分之一,比地球大氣還稀薄,其“體質比”失衡(體積100億倍太陽,質量僅18倍),外層稀薄如“氣球”,內核密度極高(遠超太陽),光從核心到表面需1.3小時(太陽僅2.35秒)。
史蒂文森2-18的“可怕”首先在于其潛在的超新星爆發:其質量足以觸發超新星爆發,甚至可能形成極端超新星,坍縮為黑洞。爆發能量可達10??焦耳,相當于100億顆原子彈,其壽命僅千萬年(太陽100億年),可能10萬年內爆發。
超新星伽馬射線暴(GRB)可橫掃數光年,若朝向地球,2萬光年的距離仍可能擾亂高層大氣,破壞臭氧層,但因方向性極窄,威脅地球的概率低于0.01%。
若史蒂文森2-18靠近太陽系,其引力將帶來災難:若取代比鄰星(4.24光年外),其18倍太陽質量的引力將擾亂太陽系軌道,導致行星偏離,甚至使太陽系與南門二形成多星系統,其30億公里直徑將吞沒太陽系內六大行星,地球將化為高溫氣體。
史蒂文森2-18的“可怕”還在于觀測難度:位于盾牌座的史蒂文森2星團被銀河系塵埃嚴重遮蔽,肉眼不可見,僅紅外望遠鏡(如ALMA)能探測,其距離(1.8-2萬光年)基于星團視差,誤差超50%,若更近,半徑可能降至1500倍太陽半徑。
史蒂文森 2-18 內部的復雜結構宛如一個微觀宇宙。其核心區域,在極高的溫度和壓力下,進行著復雜的核反應。氦聚變為碳之后,碳又會進一步與其他元素發生聚變,生成氧、硅等更重的元素。在這個過程中,不同元素的 “燃燒層” 層層嵌套,就像一個精密運轉的巨型核反應堆。
每一層的反應速率和能量輸出,都微妙地維持著恒星整體的平衡。而這種復雜的內部運作,也使得史蒂文森 2-18 的磁場變得極為紊亂,其表面可能存在著規模巨大的黑子和耀斑,這些磁活動現象的能量釋放,比太陽上的同類現象要強烈數百萬倍。
盡管史蒂文森 2-18 距離地球十分遙遠,目前不會對我們的太陽系造成直接威脅,但它的存在卻像一把鑰匙,為我們打開了理解宇宙中極端天體物理現象的大門。通過對它的持續研究,我們可以窺探恒星演化的極限狀態,深入了解重元素的合成過程,以及探索在極端環境下生命誕生的可能性。隨著觀測技術的不斷進步,未來我們有望獲得更多關于史蒂文森 2-18 的詳細信息,進一步揭開這顆 “宇宙巨獸” 身上的神秘面紗,拓展人類對宇宙的認知邊界。
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