直径几百亿公里、质量是盾牌座 UY的一千倍，这样的恒星存在吗？

随着科学技术的不断发展，人类对宇宙的认知水平也随之提升，其中对于宇宙中最为重要的天体之一恒星的探测和了解也越来越深入。而对恒星的形成和演化规律的研究，是我们探知宇宙物质循环的重要途径。在宇宙中，我们太阳系的“老大”，无论是从体积还是质量，在恒星阵营中，都是排不上号的。拿1860 年编入恒星目录的盾牌座UY来说，其体积是太阳的50亿倍，长期以来科学家们将其视为已知体积最大的恒星。

不过，当天文学家们持续对宇宙中的恒星进行观测，发现盾牌座UY并不是体积最大的恒星，所观测到的恒星阵营中，有一些体积要明显超过它。比如，这几年“呼声”最高的莫过于斯蒂芬森2-18，它的直径达到了太阳的2150倍，接近30亿公里，可以装得下100亿个太阳，体积是盾牌座UY的2倍还多。但是，无论是盾牌座UY还是斯蒂芬森2-18，虽然它们的体积非常庞大，但是密度却很低，总质量也只是太阳的数倍或者十几倍。

那么，如果有人说，宇宙中存在着质量是盾牌座UY的1000倍这样的恒星，你认为可能吗？

爱丁顿极限

恒星在主序期内，之所以能够维持稳定的状态，主要原因就在于，其组成物质所受到的引力与内核发生核聚变时所产生的辐射压力保持平衡。

当核聚变发生时，由于内核向外的辐射压力增强，推动恒星组成物质向外扩张，有一定几率超过所受的向内引力，恒星的体积就会发生“微弱”的膨胀。而当恒星发生膨胀时，恒星的密度会相应降低一些，从而使得内核所受的压力减小，温度发生下降，从而核聚变程度有所减弱，恒星组成物质所受的引力就会重新大于辐射压力，恒星也相应重新向内收缩。这种“拉锯”，使得恒星的体积始终保持着一种动态的平衡。

然而，并不是任何质量的恒星，都会始终维持着这种平衡。在恒星内核发生核聚变所释放的能量作用下，内部物质所吸收的能量，一部分会转化为粒子的动能，以极高的速度在恒星内部“挣扎”。当恒星的质量超过一定极限，那么内部粒子的运动速度会非常高，恒星通过光辐射的“散热”速率，比不上能量产生的速率，那么内核所累积的能量就越来越多，最后通过引力势能的方式，从恒星内部向外部“宣泄”，在强烈的辐射压力下，恒星组成物质就会超越引力的束缚被推离出恒星本体，从而使得恒星极速膨胀，外壳结构出现瓦解。

据科学家们测算，如果恒星的质量达到2500倍的太阳质量时，就会达到这样的一个极限，即爱丁顿极限。超过这个极限时，恒星就会变得非常不稳定，所以这个上限也被科学家们认为是恒星的“终极质量”。

类星的推测

大家知道，在大质量的恒星结束主序期以后，就会以超新星爆发的形式宣告自己的“晚年”到来。在此过程中，恒星内核发生剧烈坍缩，如果恒星质量处于钱德拉塞卡极限（太阳质量的1.44倍）和奥本海默极限（太阳质量的3.2倍）之间，有可能会坍缩为中子星。一旦超过奥本海默极限，那么极有可能坍缩为黑洞。

在大质量恒星内核坍缩时，外壳物质会被坍缩所带来的剧烈反弹激波，短时间内“炸”到宇宙空间中，形成非常壮观的超新星爆发遗迹，爆炸后所分离的这些物质，有可能形成规模这大的星云结构，为以后新恒星和行星的聚合奠定坚实的基础。

但是，在理论上，宇宙中还存在着一种不按照这种轨迹发展的大质量恒星，即类星（记住，不是类星体）。由于类星的质量过于庞大，虽然能够发生超新星爆炸，但是巨大的引力可以将“剥离”后的恒星物质也牢牢地束缚住，仍然紧紧围绕在恒星体的周围。而内部依然会发生剧烈的坍缩，最终形成巨大的黑洞。

这样，类星就会形成一种非常特殊的形态，内核处是一个巨大的黑洞，外围是原来恒星的组成物质。由于外围物质非常丰富，内部的黑洞一方面通过强大的引力，持续在吞噬着外部的物质。另一方面，在吞噬这些物质的同时，黑洞也会向外释放出巨大的能量。从而黑洞的引力和向外释放的能量之间保持着一种特殊的平衡，这有点类似主序期恒星，但原理完全不一样。

然而，从目前已经观测到的恒星来看，还没有哪一个恒星能够达到这个水平。据科学家们推测，只有恒星质量至少达到太阳的1000倍以上，才可以触发这种效应。而目前所知质量最大的恒星为R136 a1，其质量也不过是太阳的200多倍。而体积非常大的盾牌座UY、斯蒂芬森2-18，其质量与这个标准差距还相距甚远。如果以太阳密度来衡量，类星的体积起码也要达到太阳的7000倍以上，这个体积也要远超盾牌座UY和斯蒂芬森2-18。

为什么我们没有找到这样的类星

由于类星的质量非常庞大，其前身恒星内部核聚变的水平自然相当剧烈，即使其组成物质异常丰富，也架不住材料消耗得太快，其寿命相较于普通恒星来说，就过于短了，一般也仅能支持个500-700万年。毕竟，类星内部的黑洞要保持很高的吞噬速率，这样才能产生足够的辐射压，以维持与巨大引力的平衡。“吃得多、吃得快”，外围物质再多也不够这么折腾的，所以类星的寿命非常短。

另外，科学家们判定，如果宇宙中存在这样的类星，那么也仅能出现在宇宙大爆炸的初期，只有当时的环境，才能孕育出如此高物质、大质量的星体出现。在宇宙大爆炸初期所形成的恒星，属于宇宙中的第一批恒星，它们的共同特点是质量大、以氢和氦为主要组成、寿命短，即使它们存在，也没有一个能够坚持到现在。不过，由于光线传输具有速度极限以及宇宙膨胀因素的影响，我们在可观测宇宙的边缘或许能够找得到它们的踪迹，只不过，目前受观测技术的限制，我们还无法一窥其貌。

虽然类星只是处于理论假设阶段，但是应用类星模型，可以很好地解释目前宇宙中大质量黑洞的形成过程，同时也能够解释类星体之所以释放出强烈能量的机制。我们只能寄希望于应用更为先进、灵敏度更高、探测范围更广的天文望远镜，在“宇宙边缘”努力寻找到宇宙中的第一批恒星，为我们解开古老宇宙留下的诸多谜团。