我們都知道,質量是物質的最基本的屬性,又是衡量物體的最基本的物理量。天體質量的特征就是“巨大”。測量被研究物體的質量,這本來是很容易理解的事。但是,給恒星“稱”體重,或者說求其質量,恐怕會有人認為這是不可能的。

在地球上測量物體的質量,這是很容易理解的,但是測量遙遠恒星的質量,則是一什非常困難的事。我們已經知道,恒星是非常遙遠的天體,但居然還能看到它的光輝,那麽恒星的真實光度一定是很強的,維持這麽長時間的強光源的質量一定是很可觀的。

宇宙中大部分已知恒星的質量都比太陽小,它們都是壽命在數百億年左右的矮星。根據傳統的天文學理論,這些矮星由於體積小,因此其內核變化不可能產生大量的重元素,比如氧和鐵。而宇宙中目前存在的這些重元素都是由更少見的、體積更大的恒星產生的。這些恒星亮度極高,壽命比矮星短。

長期以來,恒星質量一直是天文學家們所關心的。那麽,恒星的質量到底能達到多少,這個問題一直困擾著天文學家。

研究表明,恒星的質量大多在太陽質量的百分之幾到150倍之間。一般恒星質量在0.1~10個太陽質量之間。如果是質量再大的恒星,它就要爆炸瓦解。如果是質量再小的恒星,它的中心溫度就不會很高,也就不能成為具有恒星性質的天體。由此可見,恒星質量差別比體積差異小得多。根據一顆恒星繞另一顆恒星的運動,可以利用開普勒第三定律計算出恒星的質量關係。

現在已知質量最大的恒星之一如HD93250星,它的質量大約是太陽質量的120倍。HR 2422雙星的主星和伴星質量大約都是太陽的59倍,角宿一雙星的主星質量約為太陽的10倍,五車二雙星中兩星質量各為太陽的2.7和2.6倍,天狼星主星質量為太陽的2.1倍,75%的白矮星質量介於太陽的0.45~0.65倍之間,許多紅矮星的質量不到太陽的一半乃至小於太陽的十分之一。可見,在恒星世界裏,太陽質量居中等地位。當然,目前已準確測出質量的恒星還不多,還有許多研究工作要做。恒星之間的直徑相差l億倍以上,而恒星之間的質量相差僅幾千倍。不難想象恒星之間的密度差別是何等驚人了。

德國科學家利用“哈勃”太空望遠鏡對銀河係中體積最大的一個年輕星團——圓拱星團進行了觀測。這個星團由數千顆恒星組成,總質量大約為1.1萬個太陽的質量。該星團靠近銀河係的中心,這個區域有利於恒星的生長。起初,科學家期望能在圓拱星團中找到超大型恒星,但是從星團中恒星的亮度和組成恒星的物質判斷,其中沒有一顆恒星的質量超過太陽質量的150倍。

其他科學家對圓拱星團附近的另一個星團進行了觀測,盡管觀測的恒星數量較少,但也得到了類似的結果,即銀河係恒星質量的上限可能大約是太陽質量的150倍。

為什麽銀河係恒星質量可能存在上限呢?

科學家發現隻有特殊的雙星係統才能測出質量來,一般恒星的質量隻能根據質光關係等方法進行估算。已測出的恒星質量大多介於太陽質量的百分之幾到120倍之間,一般恒星的質量在0.1~10個太陽質量之間。

隨著科技的不斷進步,人類將一步步揭開恒星質量的麵紗。