恒星质量是研究天文一个相当重要的物理量，因为凡恒星演化、宇宙如何产生恒星等，都与此有关。恒星诞生时的质量差异相当大，小至1/10、大到100多倍太阳质量。但对于恒星质量最大可以到什么程度，天文学家的见解并不相同。先前美国密西根大学Sally Oey等人研究OB星协的结果为120～200倍太阳质量（天文速报2005.02.12恒星质量上限顶多为太阳质量的120～200倍），不过现在又有更直接而精确的数据，可让天文学家了解复杂的恒星形成过程，并且确信恒星质量的确有上限存在--150倍太阳质量。

大质量恒星是这个宇宙的「旗手」--最具影响力者，因为宇宙中的重元素都必须透过大质量恒星内部的核融合反应产生，而这些重元素又成为新一代恒星及行星，甚至是地球上生命等最重要的组成成分。此外，大质量恒星也或许是辐射弥漫整个宇宙的剧烈伽玛射线爆发（gamma-ray bursts）的来源。但是恒星如果质量太大的话，说不定会因为核反应太剧烈、向外逃逸的能量过多，使得恒星自行解体。

天文学家Donald F. Figer等人利用哈伯太空望远镜（Hubble Space Telescope，HST）观察圆拱星团（Arches cluster）的资料，这是银河系中最致密的星团，且星团中包含许多颗大质量恒星，故也是银河系中大质量恒星最密集的地方。Figer等人表示：根据恒星演化理论，当星团的总质量愈大，则其中的恒星质量也会愈大；标准理论模型预测圆拱星团中应该有20～30颗、质量约130～1000倍太阳质量的大个子恒星。但Figer等人在这个银河系总质量最大的星团中，却找不到质量为130倍太阳质量以上的恒星。

按理来说，如果整个星团中只有1～2颗质量这么大的恒星，而Figer等人没发现到的话，科学家可以认为是统计误差所造成；但是20～30的预测数量并不少，如果这个星团中真的有质量这么大的恒星，应该会至少发现一两颗。此外，其他天文学家利用比较小的银河星团或大麦哲伦星系中的R136大型星团的研究结果，也都与Figer等人的结果近似，但是Figer认为说不定还有130倍太阳质量以上的恒星，只是数量非常稀少，所以他保守估计，恒星质量上限是150倍太阳质量。

不过，Figer表示：这些恒星质量上限的研究，并非表示整个宇宙中「一定」没有质量超过150倍太阳质量的超级恒星，但是这种超级恒星产生的过程与一般恒星经由云气收缩而形成的过程不同，而是必须经由两颗以上大质量恒星互相撞击合并才能形成。例如位在银河中心附近、相当年轻的手枪星（Pistol），质量高达150～250倍太阳质量，但它附近的恒星却都是年老恒星，因此若非它是被什么巨大的力量弹射到它现在所处的位置，不然的话它应该是经由恒星合并而形成；此外，天文学家还怀疑这是一对大质量恒星形成的双星系统，如果这才是事实，那么每一颗子星的质量就又不会超过150倍太阳质量的上限了。

圆拱星团位在人马座方向，几乎就在银河中心附近（离地球约25000光年），应是巨型气体星云互撞、促使恒星大量诞生而形成，星团的总质量高达10000倍太阳质量，几乎是银河系中其他典型星团的10倍以上。此外，天文学家估计，整个银河系中，每1000万颗星中才有1颗星的亮度可与圆拱星团中的恒星相比；而整个星团中，质量超过太阳质量100倍以上恒星至少有一打以上。由于星团非常致密，成员星之间靠得很近，Figer等人认为这个星团中的某些大质量恒星或许也是双星系统两颗子星合并而形成的。

Figer等人挑选圆拱星团为目标的理由，是因为它非常年轻，仅200～250万年而已，所以其中的成员星还没有机会演化到主序带以外的阶段，否则大质量恒星演化速度比较快，比较老的星团中的大质量恒星，早就会经过超新星爆炸阶段而不可见；此外这个星团就在银河系中，远比R136近，天文学家可以确定星团距离与恒星亮度，因而估算出个别恒星的正确质量。Figer等人花了7年的时间研究HST拍摄的圆拱星团影像，难处不在于估计其中的恒星质量，而在于他必须一一否决他的结论有误的理由，最后确认结果正确，才敢对外发表，研究态度相当严谨。

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