恒星可以無限大嗎？宇宙中最大的恒星比太陽大多少？

太陽的質(zhì)量約為地球的33萬倍，體積是地球的大約130萬倍，對于我們地球人來講，太陽無疑是一個(gè)極為龐大的存在。

但在宇宙眾多恒星中，太陽其實(shí)并不算大，那么，恒星可以無限大嗎？宇宙中最大的恒星比太陽大多少呢？下面我們就來聊一下這個(gè)話題。

從理論上來講，恒星的質(zhì)量和體積都不可能無限大，我們先來說一下恒星的質(zhì)量。

在恒星內(nèi)部，存在著兩種力量的較量，一種是恒星自身的引力，其方向是向內(nèi)，它會“壓縮”恒星，讓其體積變小，另一種則是恒星核心的核聚變釋放出的能量所產(chǎn)生的輻射壓，其方向是向外，它會把恒星的體積“撐”大，當(dāng)這兩種力量達(dá)成平衡時(shí)，恒星就會穩(wěn)定下來。

恒星的質(zhì)量越大，其自身的引力就越強(qiáng)，在其強(qiáng)力“壓縮”下，恒星的體積就會更小，但恒星的體積更小了，其核心的溫度就更高，進(jìn)而使核聚變反應(yīng)更激烈，輻射壓也就更大。

由于核聚變的反應(yīng)速率對溫度高度敏感（溫度增加一點(diǎn)點(diǎn)，其反應(yīng)速度就會迅速增強(qiáng)），因此當(dāng)恒星的質(zhì)量增加一定程度時(shí)，其內(nèi)部的輻射壓就會超過引力，在這種情況下，輻射壓就會將恒星的外層物質(zhì)不斷地“吹”走，從而使恒星的質(zhì)量變小。

所以恒星的質(zhì)量不可能無限大，而是有一個(gè)上限，這也被稱為“愛丁頓極限”（Eddington limit）。

從理論上來講，“愛丁頓極限”應(yīng)該在太陽質(zhì)量的150倍至200倍之間，如果恒星的質(zhì)量超過了這個(gè)上限，它就會變得很不穩(wěn)定，并因?yàn)槠鋬?nèi)部強(qiáng)大的輻射壓而迅速損失質(zhì)量，直到其質(zhì)量降到“愛丁頓極限”之內(nèi)，它才會穩(wěn)定下來。

目前的觀測數(shù)據(jù)顯示，已知宇宙中質(zhì)量最大的恒星，應(yīng)該是位于大麥哲倫星系中的“R136a1”，根據(jù)科學(xué)家的估算，其質(zhì)量大約在170至230倍太陽質(zhì)量之間，它也被認(rèn)為是已知宇宙中最亮的恒星，其光度大約是太陽的724萬倍。

好的，現(xiàn)在我們再來說一下恒星的體積。如果你認(rèn)為質(zhì)量最大的恒星其體積也就最大，那你就錯(cuò)了。

實(shí)際上，“R136a1”的半徑“只有”太陽的40倍左右，而宇宙中那些“紅超巨星”的半徑，卻可以輕松達(dá)到太陽半徑的1000倍以上，它們也因此被認(rèn)為是已知宇宙中體積最大的恒星類型。

“紅超巨星”是宇宙中的一些恒星演化到生命末期時(shí)所呈現(xiàn)的形態(tài)，由于這些恒星的質(zhì)量相對較大，其內(nèi)部的核聚變也很強(qiáng)，其釋放出的能量就可以在恒星內(nèi)部形成一個(gè)強(qiáng)大的輻射層，這會阻止外層物質(zhì)進(jìn)入恒星的核心反應(yīng)區(qū)。

所以在它們的主序星階段，只會消耗其核心反應(yīng)區(qū)的氫，在這里，氫會不斷地聚變成氦，當(dāng)其消耗殆盡之后，恒星內(nèi)部就失去了輻射壓，于是恒星就會在引力的作用下收縮，其核心的溫度也會不斷提升。

當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí)，那些位于核心外側(cè)的原本沒有參與核聚變的氫，也會開始大量地發(fā)生核聚變，這通常被稱為“氫殼層燃燒”，由于參與反應(yīng)的氫遠(yuǎn)多于之前的核心聚變階段，其釋放出的能量也就大得多。

于是在強(qiáng)大能量的推動下，恒星體積會大幅膨脹，其表面溫度隨之下降，輻射功率密度減弱，呈現(xiàn)出偏紅的顏色，從而演化成一顆“紅超巨星”。

從理論上來講，只有質(zhì)量處于一個(gè)特定范圍內(nèi)的恒星，才有可能在其生命末期演化成“紅超巨星”，因?yàn)槿绻|(zhì)量小了，其內(nèi)部的能量就不能讓恒星膨脹得足夠大，如果質(zhì)量大了，其內(nèi)部的能量又會太強(qiáng)，以至于會將恒星的外層物質(zhì)直接“吹散”。

目前普遍認(rèn)為，這個(gè)質(zhì)量范圍應(yīng)該是太陽質(zhì)量的8至25倍，而根據(jù)相關(guān)理論的估算，當(dāng)這種質(zhì)量的恒星演化成“紅超巨星”時(shí)，其半徑上限大約是太陽半徑的1500至2500倍。

實(shí)際上，在盾牌座方向，距離我們大約2萬光年的位置上，就有一個(gè)體積極為龐大的“紅超巨星”——“史蒂文森2-18”（Stevenson 2-18）。觀測數(shù)據(jù)表明，其半徑約為太陽的2158倍，體積大概是太陽的100億倍，它也因此被普遍認(rèn)為是已知宇宙中體積最大的恒星。

盡管“史蒂文森2-18”的體積大得令人吃驚，但其質(zhì)量卻大概“只有”太陽的12至16倍，考慮到恒星在“超紅巨星”階段會流失大量的質(zhì)量（上限約為10倍太陽質(zhì)量），因此可以合理地認(rèn)為，它的初始質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到理論上的極限了。