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銀河系中心最亮的部份是什麽?為何2000億顆恒星都在繞著它轉動?

2024-09-07科學

【銀河系上的小亮點】

說到銀河系中心最亮的那塊,要是從咱地球這兒來看,大家肯定都會覺著那肯定就是太陽唄。確實,太陽在它中心搞熱核反應產生的能量,會從表面發出很強的光來。

經過計算,要是地球直接被太陽曬著,它每單位面積所能接到的太陽能量大概是 1368W/m3(瓦每平方米)呢,就算經過大氣層吸收了,到地球表面的陽光有所衰減,那也能達到差不多 1000W/m3(瓦每平方米)。

太陽好比茫茫宇宙裏的一盞燈,給地球帶來亮光,就連月亮那光也是太陽反射的,讓咱黑夜能亮堂。同時呢,她還像個爐火,沒日沒夜地給咱提供溫暖。不過呢,太陽可不是銀河系中心最亮的,只能算在太陽系裏最亮。

可太陽系不過是處在銀河系五條主旋臂之一的獵戶臂上的一個小天體系統罷了,說白了,就是銀河系的一顆「小不點星星」。等咱了解了銀河系的構造後,就能清楚地曉得太陽系在銀河系裏就是個沒啥大不了的小亮點。

銀河系直徑大概是 10 萬光年,差不多就是 9460800000 萬萬公裏,跟繞地球 236072 萬萬圈一樣,並且它還在一直慢慢地吞食周邊的矮星系,讓自己不斷變大。

銀河系有五條主旋臂,像英仙臂、獵戶臂、船底-人馬臂、矩尺臂以及盾牌-半人馬臂。太陽系處在獵戶座旋臂靠近裏側邊緣那兒,這旋臂在英仙臂跟人馬-船底臂中間,直徑大概是 120 億公裏,僅是銀河系的 7884 萬分之一罷了。

並且,太陽可不是在銀河系中心喲。太陽跟銀河系中心的距離是 26000 光年,差不多就在銀盤的中心平面上,和中心面垂直距離大概是 20 光年。

實際上這樣咱們就明白太陽系在銀河系跟前是多麽的沒啥分量,太陽在銀河系裏那就更沒啥了,跟銀河系那麽多發光體一比,太陽就是個小弟。那在銀河系裏最亮的那塊到底是啥呢?

【會發光的恒星】

在那浩瀚宇宙的星海裏,有著多得沒法數的各式各樣的星星,像恒星、行星、衛星、彗星啥的,可只有恒星能自己發光。不過呢,肯定有朋友要說了:有的衛星也發光呀,好比月亮,它在夜裏不就會灑下那種乳白色的光嘛。

那彗星呀,彗星不也發光嘛。像哈雷彗星那樣的星星,咱們看到的光實際是它經過太陽系時,被強大摩擦力弄出高溫,把自己給熔化了形成的彗尾。那恒星為啥會發光呢?是因為它中心溫度高達上百萬度呀。

恒星就是由氫、氦以及少量較重元素之類的發光等離子體組成的那種巨型球體。

恒星在它的核心會搞「質子—質子反應」還有「碳氮氧迴圈」這樣的核聚變,也就是說,恒星裏的氫能變成氦,還會弄出光子、電子和微中子。

持續的核聚變把質素變成能量,讓恒星中心溫度達到好幾千萬度,表面也有好幾千度,它們一直向外釋放能量,還透過輻射和對流相結合的攜帶方式往外傳送,最後從表面輻射到外面的空間。

正是它們內部的核聚變讓它們成了自身會發光的球體。在銀河系裏呢,有那麽一個恒星的「老窩」,啥樣的恒星都有,這個大家子把銀河系給照亮了。毫無疑問,它們就是銀河系中心最亮的那塊兒,可以說在銀河系裏是最「亮堂」的,這裏就是銀心。

【銀心——銀河系最「亮」的崽】

銀河系就是太陽系所處的棒旋星系,屬於漩渦星系的一類,其整體看著像個橢圓的大圓盤,從裏往外依次有著銀心、銀核、銀盤、銀暈以及銀冕。

這當中的銀心呢,聽名字就知道,它就是銀河系的中心那塊地方。這裏是銀河系自轉軸跟銀道面相交的點,用數學的話講就是銀河系的幾何中心。

在銀河系中心這兒,有個特別耀眼的球狀凸起那部份,直徑大概是 2 萬光年,厚度差不多 1 萬光年。在這個範圍裏,有好多高密度的恒星呢,基本上都是年齡大概在 100 億年往上的老紅色恒星(主要是白矮星),咱都知道太陽年齡才不過 45.7 億歲。那兒的恒星密度能達到每立方光年 28.9 萬顆,比太陽系附近的恒星密度高了 7200 萬倍呢。

按照質光關系原理:質素越大的恒星,發光的本事也越強,就主序星而言,發光能力差不多跟質素的四次方成正比。這樣一來咱們就能明白,這個地方發出的光比太陽系發出的光要多 7200 萬倍。

並且,銀心還會時不時跟霓虹燈似的閃一下光,讓它更亮堂。在銀河系中心有個叫人馬座 A*的強烈電波源,會時不時地把周圍一些物質給吞了,那些物質掉進黑洞時摩擦發熱,變成能量釋放出來,就爆發出很亮的 X 射線耀斑。

這種亮度達到黑洞正常發光的 150 倍,耀斑爆發能持續超過 1 個小時,之後就會慢慢變暗。這好比銀心在有意無意地閃著訊號燈,顯示它特別耀眼。咱可以閉上眼睛想象一下,咱們站在地球上望天空,肯定太陽最亮啊,可要是咱們的想法和目光往上擡,往遠處去,咱進入浩瀚宇宙,就能看到,太陽就跟飛機起飛後逐漸變弱變小的燈光似的,被宇宙的黑暗給吞沒了。

這會兒一團由星海匯聚成的亮球進入了我們的視線。從銀河系的大局面去看,這個星團真是太閃亮耀眼了。這時候,太陽在這亮球跟前就顯得不行了,藏在閃耀的星光後頭了。

銀心不但特別光彩奪目,而且還有著很強的「星」格吸重力,它這吸重力,引得好多恒星都,那些恒星被這吸重力所引,情願被它帶著跑,圍著它轉圈圈。

【眾星捧「洞」】

在銀河系中間有個巨型黑洞,就因為它那能吞噬一切的強大重力,導致它周圍的 2000 億顆恒星都得圍著它轉。

銀心裏那個有著毀天滅地力量的巨型黑洞咋沒把那些恒星給吞掉呢,反倒讓它們圍著自己轉呢?首先呢,咱都曉得,黑洞就是質素特別大的恒星裏面的燃料被核聚變反應給「榨幹」死了後,在它自身那巨大重力的作用下出現收縮、塌陷才形成的。

也就是說,銀心原本沒黑洞,是恒星不停塌縮後,出現了些小質素黑洞,就是黑洞「種子」,這些黑洞透過不停吞食它重力場範圍內的恒星和質素更小的黑洞來逐漸變大。而在其不斷變大的時候,它的重力場還沒遍及整個銀心呢,所以還能有好多其他恒星存在。

其次,在銀河系中心的那個黑洞,對不停向外擴散著分布的恒星,起到的作用並不都相同。離黑洞越遠的恒星,受其影響就越小,所以處在內圍的那些恒星,就占了近水樓台的優勢,在巨大吞噬重力的作用下,黑洞就跟龍卷風似的,把周邊恒星給卷到風眼裏,不停地把周圍恒星往淪陷的深坑裏拽。

那些處在外圍的恒星,由於距離挺遠,沒進到黑洞的重力範圍裏,成了銀心的幸運家夥,暫時躲開了被黑洞吞掉的命運。黑洞那強大的重力,雖說不能把它們吃掉,但足以產生類似月亮在地球重力影響下圍著地球轉的那種作用了。

這樣一來呢,咱就能明白,在銀河系裏,銀心因為有好多大型恒星高密度分布在那,所以特別亮,成了銀河系裏最「耀眼」的了。而且銀河系中心那個巨型黑洞產生的強大重力,讓 2000 多顆恒星都圍著它轉呢。