宇宙最大的天體是誰?盾牌座UY能裝18億個太陽,在它面前不值一提

站在夜空下,你是否會思考人類在宇宙中究竟算什麼。這一切的來自哪兒,宇宙又是何物?這些哲學般的問題常常會引發許多人的思考,同時又讓人類感到自身的渺小。天文學就是這樣,在學習了解的過程中又激勵著人類謙虛向上。

既然說到天體,人類觀察了這麼多年,又有沒有什麼天體能夠稱得上最大呢?雖然我們都知道宇宙幾乎是無邊界的,而人類所能夠觀察到的宇宙范圍也就930億光年,但總有那麼一個天體一定令人印象深刻。

或許早在1860年發現的 盾牌座UY能夠解答這個問題,然而隨著時間的推移,人類能夠發現的天體越來越多。在今天,就連盾牌座UY與新發現的天體相比也黯然失色,那麼比盾牌座UY還大的天體會是什麼呢?

最亮的星點就是盾牌座UY

巨型天體有多夸張

如果要將這兩個天體進行比較,我們就一定要知道大小之間的相對量,我們先來說說盾牌座UY,在了解了盾牌座UY后相信大家一定會對「大」有著更深刻的認知。

盾牌座UY的發現歷史在 19世紀,由當時的在伯恩天文天工作的德國天文學家首次記錄,經過觀察記錄后,它們將其命名為 BD-12°5055.由于當時沒有比較好的統計歸納,所以就用了這麼簡單粗暴的記錄方法。

盾牌座UY的可視光帶圖

不過在后來的調查中卻發現,這顆恒星亮度有了一定變化,首先這能夠表明它是一顆新的變星,也就是從地球上看到亮度波動的恒星。所以按照國際慣例,這顆恒星才被命名為盾牌座UY,名字意義表明它是盾牌座的第38顆變星。

盾牌座的進階發現是現代天文學的事情了,這時期觀察手段已經非常先進,并且有許多數字設備可以分析相關數據。到了2012年的夏天,天文學家利用智利阿塔卡馬沙漠的超大望遠鏡進一步觀察到了銀河系中心區域附近的3顆超紅巨星。

出了盾牌座UY之外,還有天蝎座AH和人馬座KW。從質量大小來看,它們都比太陽要大1000倍以上,并且比太陽還要亮出 100000多倍。不過最后通過比對,還是盾牌座UY最大最亮。

雖然從質量上對比來看,盾牌座UY只比太陽重 7~10倍,但是它的半徑卻是太陽的1708倍。因此,從體積上來看,它大約是太陽的 50億倍,能夠輕松裝下 18億個太陽。如果一個物體能夠通過光速運動,那麼它繞太陽一圈只需要 14.5秒,但是在盾牌座UY上卻要耗費 7個小時

非常夸張的對比

在距離方面,盾牌座UY距離我們大約 9500光年,即便是這樣,我們也能夠在萬千星河中輕松地通過亮度來觀察到它。要是它在太陽系的中心,那麼它的光球層可以到達木星的軌道。

這種 超巨星在宇宙中并不多見,因為它需要相當大的恒星質量,然后以恰到好處的方式緩慢燃燒。相關發現表明,盾牌座UY已經開始融合氦,并繼續在核心周圍的外殼中融合氫。

盾牌座對比在圖4

說到這兒,相信你對宇宙天體的大小認知會進一步增加。至少在此之前,它是最大的,直到TON618的發現。

驚掉下巴的類星體

這是一顆于1963年發現的巨型天體,嚴格來講這是一顆類星體。這類天體有一個特點在于,它們中心都會有一個超大質量黑洞,由于黑洞吸積盤吸積的氣體和黑洞的墜落,這類天體被人們發現。

該天體最早的發現時間是1957年,當時天文學家正在調查銀河系平面的暗藍星,其中主要的對象是白矮星。后來在墨西哥天文台的施密特望遠鏡中發現了它,進入70年代,天文學家利用無線電波研究仔細地觀察了這顆天體。至此, TON618才被正式認可為類星體。

藍點為TON618

TON618中心有一個超大質量的黑洞,任何物質都會被它吞噬掉。天文學家估計它應該有108億年的歷史,由于其他星系的影響,TON618無法在地球上被直接觀察到。

天文學家利用觀測數據進行整合計算后得出,這顆類星體的質量約為660億個太陽質量。如果說盾牌座UY已經夠大了,那麼在它面前根本就是個弟弟。 盾牌座UY的大小只占TON618的 0.3%,是地球到太陽距離的 7.94倍

而它的亮度大約是太陽的 140萬億倍,是已知宇宙中最亮的物體之一。需要明白的是這里的亮度不是我們一般意義理解的亮度,天文台學家主要計算的是它的光譜和輻射發射線。

相關研究表明,TON618有著每秒 7000公里下落速度,這說明它的引力十分強大,并且在質量上也是此類天體最高之一,就連銀河系內所有恒星質量加起來也沒有它大。

或許有人知道銀河系中心的 黑洞人馬座A*,這個黑洞也是最近才發現了它的真面目,然而TON618比它還要大上15300倍。天文學家認為,這種夸張的質量應該給它單獨分類,并劃分在超大質量黑洞中。

不過需要注意的是,超大質量黑洞與其他黑洞相比,并不是在所有數據上都一定大。它們的平均密度可以很低,甚至低過空氣密度。原因在于 施瓦西半徑的影響,它與黑洞質量成正比,而密度又與體積成反比。

數學的角度來看,由于球體體積與半徑立方成正比,而質量基本以直線增長,因此體積增長率會更大,所以黑洞的密度會隨著它的半徑增長而減少。不過,這類夸張的天體又是怎麼出現的呢?還有比它更大的東西嗎?

無盡的空間

以目前的研究來看, 超大質量黑洞的形成方式一般有好幾種。第一種也是最明顯的,以恒星緩慢地吸積形成,具體情況看恒星的大小。另一種方式以星云萎縮,最后變成數十萬個太陽質量的相對論星體。

這類星體會因為核心產生正負電子,由于電子運動造成的徑向擾動從而出現不穩定的狀態。因此,它們會在沒有出現超新星的情況下萎縮成黑洞。

不過也有一些天體會在大爆炸瞬間就制造出 原生黑洞,不過這種超大質量黑洞的誕生有一個問題在于,如何將足夠的物質融入足夠微小的體積中。如果要做到這樣的效果,就必須將物質內的所有角動量都移走。因為向外移的角動量的過程就是限制黑洞膨脹的關鍵因素,這會讓黑洞形成吸積盤。

在銀河系以外,超大質量的黑洞其實還挺多的,隨著觀測手段的提升,如今越來越多的超大質量黑洞被發現。現在的主流理論認為,每個星系中心都應該有個超大質量黑洞,所以我們可以想象,有多少星系,就有多少個超大質量黑洞。

不過大部分超大質量黑洞并不活躍,或者說它們的吸積狀態不是很明顯,而球團星團中央也沒有黑洞。如果兩個超大質量黑洞發生碰撞,便會產生強勁的 重力波,這種時空漣漪將會在星系中多次回蕩,場面非常壯觀。

如果我們從宇宙結構上來看,不考慮具體對象,其實有比TON618更大的物質。由于它不是單一的實體,而是多個獨立對象組成的復雜結構,天文學家將其稱為「宇宙[大尺度]結構」。

例如大力神-北極光長城,長約100億光年,寬為72億光年,厚度在10億光年,占據整個可觀測宇宙的三分之一。所以,在我們感到嘖嘖稱奇的同時,也不得不感嘆道人類真的很渺小,在終極尺度下,大小變得似乎沒有任何意義。

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