當前位置: 華文世界 > 科學

銀河系中心為何能使上千億顆恒星,圍繞著它旋轉?其中有什麽?

2024-09-08科學

想必大家都曉得牛郎織女的事兒,王母弄出一道銀河,他倆就一直沒法碰面了,就只能在七夕靠喜鵲搭個橋,他倆才能團聚。可實際上牽牛星和織女星相隔 16.4 光年呢,就算他倆以光速在那鵲橋上跑,也不可能一晚上就能見到。

實際上,牽牛星跟織女星和咱這太陽一樣,都是恒星,還都在一個銀河系裏呢,所以根本就沒有啥它們在的地方是天庭,咱這兒是凡間這一說。都在銀河系中,誰也沒比誰高一等。那銀河也不是鵲橋能連上的,它的直徑大得超出人想象。

咱的太陽系就在銀河系裏呢,圍著銀河系中心轉,可咱都曉得這種轉得要重力,能讓太陽動起來的重力,肯定不是一般天體有的。那銀河中心到底是個啥地兒呀?

【銀河系】

銀河系可比太陽系高一個級別呢,能當成是放大了 1.5 萬億倍的太陽系,中心那塊叫銀心。銀河系是圓盤樣的,有四條懸臂,每條間隔 4500 光年。整個銀河系直徑超 10 萬光年,一共有上億顆恒星。

咱的太陽在銀河系挺靠邊上的地兒,這是由於太陽現今還特年輕呢,越年輕的恒星離銀心就越遠,太陽圍著銀河轉一圈得大概 2.6 億年。說不定等太陽老了那天,它就會到銀河系中心那塊了。太陽圍著銀河中心運動的速度是每秒 220 千米,因為地球在太陽系裏,能把它和太陽當一個整體,咱的地球也按這個速度運動著呢,可惜人類覺察不到。

據天文學家估摸,咱們所在的銀河系歲數得在 100 億歲往上,極有可能從宇宙一出現就有了,那絕對是宇宙裏的老資格。它起初跟恒星系似的,也是一團松松垮垮的星雲,後來在銀心物質吸引下,周邊星雲跟早期恒星就圍著它轉起來了,接著慢慢聚一塊兒,到現在這過程還沒完呢。咱也弄不清,太陽是形成後被銀河重力拽進銀河系的,還是它本來就在太陽系裏誕生的。

唯一能肯定的是,銀河系中心存在一個品質超級大的天體,這是依據萬有重力知道的,只有它品質夠大,才可以和銀河系的每顆恒星形成巨大重力,保持旋轉狀態。一說起重力大的天體,大家首先想到的就是黑洞,那銀河中心會不會有個巨大黑洞呢?

【銀心黑洞】

天文學家真就是這麽琢磨的,然後就透過望遠鏡一直找銀河的中心,結果還真就發現了一個黑洞,叫人馬座 A*。這人馬座 A*的直徑就 4400 萬公裏,在銀河系裏可算小的了,要曉得,水星跟太陽的距離都有 4600 萬公裏呢,就是說這個黑洞能擱在水星和太陽中間。雖說體積不咋大,可人馬座 A*的密度可嚇人了,它品質有 400 萬個太陽那麽重。

黑洞人馬座 A*啊,每過 11 分鐘就會自己轉一圈,所以它朝太空發射電磁波訊號也就是這個周期。絕大多數電磁波都跑不出黑洞的,所以人馬座 A*發出的電磁波是來自它最外邊那圈塵埃。

人馬座 A*離地球得有 2.5 萬光年還多呢,它可是現在曉得的黑洞裏跟咱最近的那個,對咱來講那意義可老大了。黑洞原來的身份是超大品質恒星,這麽說的話,咱就能估摸,人馬座 A*以前肯定也是顆恒星,品質起碼得有 8 個太陽那麽多。

就跟現在的太陽似的,人馬座 A*也經歷過活躍的主序星階段,等把自身氫原子消耗光了,它的體積就開始鼓起來,成了紅超巨星。因為外面膨脹裏面收縮,到最後紅超巨星扛不住內部那坍塌的重力,就從裏往外來了個超新星大霹靂。這一爆炸把外面的那些成分全給甩出去了,拋到太空裏,變成了一團星雲,能給下一顆恒星誕生做點準備。而最後剩下的那個內核,由於密度和品質特別大,就變成了一個吞噬的玩意兒——黑洞。

人馬座 A*形成黑洞那會,咱太陽系還沒影兒呢,說不定形成太陽的星雲就是從它當年那次爆炸來的。可天文學家後續觀察後發現,人馬座 A*雖是個黑洞,但不咋活躍。並且按照得到的數據,銀河中心直徑有 2 萬光年,厚度是 1.2 萬光年,人馬座 A*直徑才 4400 萬公裏,只占了銀河系的 0.0005%,所以它可不是銀河中心唯一的天體。

【銀河中心】

透過觀察發現,銀河中心不光有人馬座 A*這種黑洞,還有好多白矮星呢,估計像中子星這樣的恒星晚年體也有。天文學家整了個大膽的假定,就是越靠近銀心的恒星,年紀越大,而且好多都已經走完了一個輪回,出現雕亡啦。每回有恒星晚年爆炸,就會弄出一團新的星雲來,這些星雲會往銀河系外面被甩出去一段距離,接著在外圍形成新的恒星系,就這麽一次次傳遞下去。

那按品質守恒來說,銀河系起初的恒星品質該是不變的呀,那後來誕生的恒星品質應該越來越小嘛。可實際不是這樣,銀河跟著宇宙不停在擴張,一路上把碰到的天體都給弄進來了,給它內部的星雲不斷增加東西,來保證一個又一個恒星能誕生。而那些早就死掉的恒星,變成了密度特大的天體,都聚在銀河中心呢,給整個銀河系提供特別大的重力。

這猜測挺完美的,就有一個毛病,銀河中心是個發光的球狀物,還是整個銀河系最亮的地兒。那黑洞啊、中子星啊還有白矮星啊,它們都不發光,並且黑洞還會把光給吞了,咋能發出這麽強的光呢?

NASA 在靠近銀河中心的地方發現了好多品質超大的恒星,以前人們覺得中心全是雕亡恒星的那種說法就不成立了,中心有個黑洞呢,這些恒星還能圍著銀心轉,這就說明它們還在主序星階段呢,可活躍了。銀河恒星的分布或許不受年齡影響。那這些大品質恒星是咋克服人馬座 A*黑洞重力的呢?

【暗物質】

天文學家覺得,讓這些恒星能抗衡黑洞的,是宇宙裏的暗物質。暗物質是那種只在理論裏有的不曉得的物質,在宇宙中是有的,可人類當下還沒確切證據找到。宇宙裏所有用現有的理論沒法解釋明白的事兒,都能用暗物質給弄清楚。

暗物質是一種粒子,在宇宙組成裏占 85 到 90%呢,可它不是組成咱們知道的那些星球的東西。暗物質能參與重力的交互作用,所以它是有品質的呀。暗物質還特別穩定,不管是剛形成的星體系統,還是已經有百億年的銀河系,它的結構都不會變。

宇宙裏有光,那就肯定有暗,光和暗就好比硬幣的兩面,彼此不能影響,所以暗物質不會介入電磁交互作用。而且暗物質的運動速度比光速慢,只有這樣,宇宙裏形成的多數天體的形狀才會比較規則。

看著好像是最亮的銀河中心,實際上那裏還有好多暗物質呢,這些暗物質不停地對黑洞影響恒星進行幹擾,致使銀心邊上的超大品質恒星跟黑洞人馬座 A*是相互獨立的狀態,它們的重力是疊加上的,而不是相互起作用。就這麽形成了銀河中心超大的重力,使得上千億顆恒星圍著銀河系中心轉。

【滄海一粟】

咱們都覺得地球挺大的,畢竟咱就生活在地球上嘛。可要是把地球擱到太陽系裏,就會曉得,它的品質竟然才只有太陽的 33 萬分之一。由於咱們都還沒飛出太陽系呢,所以當人們覺著太陽和太陽系夠大的時候,忽地就發現,太陽原來就是銀河心裏那幾億顆恒星裏平平常常的一個,它連超新星爆炸都搞不定,往後也就只能變成白矮星。

要是咱覺得銀河系老大了的時候,整個宇宙會講,在它那空間中,像銀河系這樣的,有上億個呢,這麽一算恒星的數量那可真是天文數位了。這時候再瞅瞅咱人類自己,對於宇宙來講算個啥呀?就好比一粒米扔到大海裏嘍。

既然宇宙中有那麽多恒星,每個恒星都有屬於自己的體系,都有圍著它轉的行星,依著宇宙裏恒星和行星的數量,再出現個類似地球的星球,那也不是沒可能,只是它們離咱太遠,運氣好的話在同一個銀河系;運氣差的話,咱在這個銀河系,它們在那個銀河系。而且就算運氣超好,它們就在咱附近的恒星系,就以人類現在的技術來說,還是到不了,咱連自己的太陽系都沒飛出去呢,連太陽系的邊界在哪都不清楚。

並且宇宙裏的恒星誕生可不是同一時間,要是有個恒星系比太陽系早了三十億年,那在咱們地球有生命出現時,它早就悄悄完成高級文明體的產生了。這就肯定它們會比咱們領先三十億年,按照科技發展的速度,差個一百年就會落後很多,差了三十億年,文明直接就在維度上有巨大差距了。生命體都是自私又貪婪的。當咱們處在它們跟前時,會不會就像地球上的動物處在咱們跟前那樣無奈呢?

【銀河的秘密】

銀河的秘密可不只這些,咱對它的知曉程度,比起對太陽系的了解差老遠了,而且它跟咱的距離又挺近又挺遠。咱離銀河近,那是因為咱就在銀河系中,是銀河的一分子,只是占的品質少得不行。同時咱離銀河遠,是因為咱被限定在太陽系裏了,永遠只能跟著太陽在銀河系動彈,感覺不到咱 220 千米每秒的速度。

對於銀心的那些物質,人類現今也就只能是猜猜罷了,想近距離去瞧瞧當下根本做不到。宇宙有時候真讓人覺著沒啥希望,它清楚地給人類展示,啥叫渺小。可人類就是這種生命體,曉得渺小咋寫,也曉得偉大咋寫,人類從不掩飾自己的渺小,會承認咱們確實沒本事離開太陽系,更別提去銀河系瞅瞅了。

可就是這種坦誠,促使著人類一步步邁向了宇宙深處,從環繞地球的人造衛星,到已然進入太陽系未知區域的古柏帶,還不到一個世紀,人類就到了這種程度,不能不說這是巨大的進步。人類就是這般矛盾的生靈,既渺小又偉大。也許,人類終究會有踏入銀河的那天。