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银河系中心为何能使上千亿颗恒星,围绕着它旋转?其中有什么?

2024-09-08科学

想必大家都晓得牛郎织女的事儿,王母弄出一道银河,他俩就一直没法碰面了,就只能在七夕靠喜鹊搭个桥,他俩才能团聚。可实际上牵牛星和织女星相隔 16.4 光年呢,就算他俩以光速在那鹊桥上跑,也不可能一晚上就能见到。

实际上,牵牛星跟织女星和咱这太阳一样,都是恒星,还都在一个银河系里呢,所以根本就没有啥它们在的地方是天庭,咱这儿是凡间这一说。都在银河系中,谁也没比谁高一等。那银河也不是鹊桥能连上的,它的直径大得超出人想象。

咱的太阳系就在银河系里呢,围着银河系中心转,可咱都晓得这种转得要引力,能让太阳动起来的引力,肯定不是一般天体有的。那银河中心到底是个啥地儿呀?

【银河系】

银河系可比太阳系高一个级别呢,能当成是放大了 1.5 万亿倍的太阳系,中心那块叫银心。银河系是圆盘样的,有四条悬臂,每条间隔 4500 光年。整个银河系直径超 10 万光年,一共有上亿颗恒星。

咱的太阳在银河系挺靠边上的地儿,这是由于太阳现今还特年轻呢,越年轻的恒星离银心就越远,太阳围着银河转一圈得大概 2.6 亿年。说不定等太阳老了那天,它就会到银河系中心那块了。太阳围着银河中心运动的速度是每秒 220 千米,因为地球在太阳系里,能把它和太阳当一个整体,咱的地球也按这个速度运动着呢,可惜人类觉察不到。

据天文学家估摸,咱们所在的银河系岁数得在 100 亿岁往上,极有可能从宇宙一出现就有了,那绝对是宇宙里的老资格。它起初跟恒星系似的,也是一团松松垮垮的星云,后来在银心物质吸引下,周边星云跟早期恒星就围着它转起来了,接着慢慢聚一块儿,到现在这过程还没完呢。咱也弄不清,太阳是形成后被银河引力拽进银河系的,还是它本来就在太阳系里诞生的。

唯一能肯定的是,银河系中心存在一个质量超级大的天体,这是依据万有引力知道的,只有它质量够大,才可以和银河系的每颗恒星形成巨大引力,保持旋转状态。一说起引力大的天体,大家首先想到的就是黑洞,那银河中心会不会有个巨大黑洞呢?

【银心黑洞】

天文学家真就是这么琢磨的,然后就通过望远镜一直找银河的中心,结果还真就发现了一个黑洞,叫人马座 A*。这人马座 A*的直径就 4400 万公里,在银河系里可算小的了,要晓得,水星跟太阳的距离都有 4600 万公里呢,就是说这个黑洞能搁在水星和太阳中间。虽说体积不咋大,可人马座 A*的密度可吓人了,它质量有 400 万个太阳那么重。

黑洞人马座 A*啊,每过 11 分钟就会自己转一圈,所以它朝太空发射电磁波信号也就是这个周期。绝大多数电磁波都跑不出黑洞的,所以人马座 A*发出的电磁波是来自它最外边那圈尘埃。

人马座 A*离地球得有 2.5 万光年还多呢,它可是现在晓得的黑洞里跟咱最近的那个,对咱来讲那意义可老大了。黑洞原来的身份是超大质量恒星,这么说的话,咱就能估摸,人马座 A*以前肯定也是颗恒星,质量起码得有 8 个太阳那么多。

就跟现在的太阳似的,人马座 A*也经历过活跃的主序星阶段,等把自身氢原子消耗光了,它的体积就开始鼓起来,成了红超巨星。因为外面膨胀里面收缩,到最后红超巨星扛不住内部那坍塌的引力,就从里往外来了个超新星大爆炸。这一爆炸把外面的那些成分全给甩出去了,抛到太空里,变成了一团星云,能给下一颗恒星诞生做点准备。而最后剩下的那个内核,由于密度和质量特别大,就变成了一个吞噬的玩意儿——黑洞。

人马座 A*形成黑洞那会,咱太阳系还没影儿呢,说不定形成太阳的星云就是从它当年那次爆炸来的。可天文学家后续观察后发现,人马座 A*虽是个黑洞,但不咋活跃。并且按照得到的数据,银河中心直径有 2 万光年,厚度是 1.2 万光年,人马座 A*直径才 4400 万公里,只占了银河系的 0.0005%,所以它可不是银河中心唯一的天体。

【银河中心】

通过观察发现,银河中心不光有人马座 A*这种黑洞,还有好多白矮星呢,估计像中子星这样的恒星晚年体也有。天文学家整了个大胆的假定,就是越靠近银心的恒星,年纪越大,而且好多都已经走完了一个轮回,出现凋亡啦。每回有恒星晚年爆炸,就会弄出一团新的星云来,这些星云会往银河系外面被甩出去一段距离,接着在外围形成新的恒星系,就这么一次次传递下去。

那按质量守恒来说,银河系起初的恒星质量该是不变的呀,那后来诞生的恒星质量应该越来越小嘛。可实际不是这样,银河跟着宇宙不停在扩张,一路上把碰到的天体都给弄进来了,给它内部的星云不断增加东西,来保证一个又一个恒星能诞生。而那些早就死掉的恒星,变成了密度特大的天体,都聚在银河中心呢,给整个银河系提供特别大的引力。

这猜测挺完美的,就有一个毛病,银河中心是个发光的球状物,还是整个银河系最亮的地儿。那黑洞啊、中子星啊还有白矮星啊,它们都不发光,并且黑洞还会把光给吞了,咋能发出这么强的光呢?

NASA 在靠近银河中心的地方发现了好多质量超大的恒星,以前人们觉得中心全是凋亡恒星的那种说法就不成立了,中心有个黑洞呢,这些恒星还能围着银心转,这就说明它们还在主序星阶段呢,可活跃了。银河恒星的分布或许不受年龄影响。那这些大质量恒星是咋克服人马座 A*黑洞引力的呢?

【暗物质】

天文学家觉得,让这些恒星能抗衡黑洞的,是宇宙里的暗物质。暗物质是那种只在理论里有的不晓得的物质,在宇宙中是有的,可人类当下还没确切证据找到。宇宙里所有用现有的理论没法解释明白的事儿,都能用暗物质给弄清楚。

暗物质是一种粒子,在宇宙组成里占 85 到 90%呢,可它不是组成咱们知道的那些星球的东西。暗物质能参与引力的相互作用,所以它是有质量的呀。暗物质还特别稳定,不管是刚形成的星体系统,还是已经有百亿年的银河系,它的结构都不会变。

宇宙里有光,那就肯定有暗,光和暗就好比硬币的两面,彼此不能影响,所以暗物质不会介入电磁相互作用。而且暗物质的运动速度比光速慢,只有这样,宇宙里形成的多数天体的形状才会比较规则。

看着好像是最亮的银河中心,实际上那里还有好多暗物质呢,这些暗物质不停地对黑洞影响恒星进行干扰,致使银心边上的超大质量恒星跟黑洞人马座 A*是相互独立的状态,它们的引力是叠加上的,而不是相互起作用。就这么形成了银河中心超大的引力,使得上千亿颗恒星围着银河系中心转。

【沧海一粟】

咱们都觉得地球挺大的,毕竟咱就生活在地球上嘛。可要是把地球搁到太阳系里,就会晓得,它的质量竟然才只有太阳的 33 万分之一。由于咱们都还没飞出太阳系呢,所以当人们觉着太阳和太阳系够大的时候,忽地就发现,太阳原来就是银河心里那几亿颗恒星里平平常常的一个,它连超新星爆炸都搞不定,往后也就只能变成白矮星。

要是咱觉得银河系老大了的时候,整个宇宙会讲,在它那空间中,像银河系这样的,有上亿个呢,这么一算恒星的数量那可真是天文数字了。这时候再瞅瞅咱人类自己,对于宇宙来讲算个啥呀?就好比一粒米扔到大海里喽。

既然宇宙中有那么多恒星,每个恒星都有属于自己的体系,都有围着它转的行星,依着宇宙里恒星和行星的数量,再出现个类似地球的星球,那也不是没可能,只是它们离咱太远,运气好的话在同一个银河系;运气差的话,咱在这个银河系,它们在那个银河系。而且就算运气超好,它们就在咱附近的恒星系,就以人类现在的技术来说,还是到不了,咱连自己的太阳系都没飞出去呢,连太阳系的边界在哪都不清楚。

并且宇宙里的恒星诞生可不是同一时间,要是有个恒星系比太阳系早了三十亿年,那在咱们地球有生命出现时,它早就悄悄完成高级文明体的产生了。这就肯定它们会比咱们领先三十亿年,按照科技发展的速度,差个一百年就会落后很多,差了三十亿年,文明直接就在维度上有巨大差距了。生命体都是自私又贪婪的。当咱们处在它们跟前时,会不会就像地球上的动物处在咱们跟前那样无奈呢?

【银河的秘密】

银河的秘密可不只这些,咱对它的知晓程度,比起对太阳系的了解差老远了,而且它跟咱的距离又挺近又挺远。咱离银河近,那是因为咱就在银河系中,是银河的一分子,只是占的质量少得不行。同时咱离银河远,是因为咱被限定在太阳系里了,永远只能跟着太阳在银河系动弹,感觉不到咱 220 千米每秒的速度。

对于银心的那些物质,人类现今也就只能是猜猜罢了,想近距离去瞧瞧当下根本做不到。宇宙有时候真让人觉着没啥希望,它清楚地给人类展示,啥叫渺小。可人类就是这种生命体,晓得渺小咋写,也晓得伟大咋写,人类从不掩饰自己的渺小,会承认咱们确实没本事离开太阳系,更别提去银河系瞅瞅了。

可就是这种坦诚,促使着人类一步步迈向了宇宙深处,从环绕地球的人造卫星,到已然进入太阳系未知区域的柯伊伯带,还不到一个世纪,人类就到了这种程度,不能不说这是巨大的进步。人类就是这般矛盾的生灵,既渺小又伟大。也许,人类终究会有踏入银河的那天。