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银河系中心最亮的区域是什么?为何2000亿颗恒星都围绕它运动?

2024-10-15科学

人类自打诞生起就着手发展自身科技啦,特别是进入工业革命后,科技发展那速度老快啦。如今人类都能走出地球去探索宇宙啦,这就表明人类科技进步速度那叫一个快。当人类走出地球瞧见宇宙后才发现,宇宙那可老浩瀚啦,宇宙里有好多天体呢,地球不过是太阳系里的一颗行星,而太阳系属于银河系。在古代,「银河」这个词描述的是天上星星超多。人类走出地球后,对银河系展开了研究,根据科学家的计算得出,银河系大概有 1000 亿到 4000 亿颗恒星,400 亿到 1000 亿颗行星,我们的太阳系就是银河系中的一个小星系。这些星体在直径 20 万光年的银河系里不停旋转,构成了耀眼的银河。

科学家经过计算晓得,银河系在宇宙初期就诞生啦,宇宙大爆炸 8 亿年后,银河系开始出现。欧洲天文台检测了银河系球状星团里的一些恒星光谱,发现有恒星出现在大爆炸后的 2 亿年之内,这就表明宇宙大爆炸刚结束,银河系就开始成形啦。科学家推测,当时银河系那地方有好多氢,在引力作用下,这些氢开始聚拢,最终形成了宇宙中的第一批恒星。大量恒星聚集到一起,就形成了我们看到的银河系。科学家觉得,在宇宙中,星系的结构和形态能分成不同类型,像椭圆星系、漩涡星系、透镜状星系和不规则星系。

其中旋涡状星系占星系总数的 30%,咱的银河系就属于旋涡状星系哦。用哈勃望远镜能看出,银河系中心区域特别亮,这到底咋回事呢?科学家研究发现,在银河系中心区域有好多恒星呢,银河系里大概 90%的恒星都集中在中心区域。这么多恒星集中在一块儿,就导致银河系中心区域特别亮。咱的太阳系离银河系中心有 2.6 万光年,科学家觉得咱太阳系在银河系的贫瘠区域,处于银河系猎户座旋臂的边缘啦,虽然离中心区域不算远,但银河系里天体分布可不均匀呢。

大部分天体在银河系中心区域,少量在其他区域,就跟市区和郊区似的。太阳系所在范围就是郊区啦,它周围恒星和行星数量极少,大多天体在银河系中心区域呢。银河系中心区域还有一颗超大质量黑洞,黑洞超神秘的。最早提出黑洞的科学家是约翰·米歇尔,他觉得要是一颗天体质量跟太阳一样,直径却只有 3000 米,那表面引力肯定超大。后来到 1796 年,法国科学家拉普拉斯预言,要是一颗天体质量是太阳的 250 倍,直径和地球差不多,那表面引力就会很大。

1916 年那会儿,爱因斯坦通过公式把黑洞存在宇宙中的情况给算出来啦。可那会儿人类科技不行呀,连爱因斯坦自己都不太信黑洞在宇宙中呢。后来呀,德国物理学家卡尔史瓦西给黑洞来了个清楚的解释呢。他觉得要是大量物质集中在一点,周围就会有视界产生,一进到这视界里,啥物体都得被吸进去,这神秘的天体就是黑洞啦。每个星系的中心区域都有一颗质量超大的黑洞呢,星系范围越大,中心黑洞质量就越大。在我们银河系的中心区域,就有一颗巨大的黑洞,科学家把它叫做人马座 A 呢。科学家经过计算得知,这个黑洞的质量大概是太阳质量的 400 万倍左右。

这表明这颗黑洞的引力超厉害呢,不过这黑洞可不是一诞生就这么大哦。科学家觉得,黑洞是恒星死亡后形成的。通常来讲,质量小的恒星死了会变成白矮星,中等质量的恒星死了会变成中子星,超大质量的恒星死了就会变成黑洞。黑洞形成后在移动时会把周围物质吞噬掉,任何进入黑洞视界范围的物质都会被它吞掉,这会让黑洞质量越来越大,而且黑洞还能融化呢,两个黑洞相遇后会融合成一个黑洞,这时黑洞质量就更大啦。

在银河系的中心那地方,有好多恒星和行星呢。黑洞形成之后,能把周围好多天体给吞了,这就让银河系中心区域的黑洞质量越来越大啦。要是密密麻麻的黑洞都聚在一个区域,就会碰来碰去然后融化,最后能形成一颗超大质量的黑洞。科学家觉得,这颗黑洞能控制整个银河系转动。以前超厉害的物理学家牛顿说过,有质量的物体都有引力,物体质量越大,引力就越大。在银河系里,银河系中心黑洞的质量是最大的,所以它的引力也是最大的。那强大的引力能把整个银河系的物质都吸过来,而银河系里的物质为了不被中心黑洞吞掉,就只能一直自转和公转,这样就能产生离心力啦。

离心力跟引力相互给抵掉啦,所以银河系里的物质能稳稳地围着中心黑洞转。现在银河系的直径有 20 万光年呢,可这个范围在宇宙里不算大,比银河系大的星系是本星系群哦。本星系群外面还有室女座超星系团呢。现在人类能观测到的宇宙直径达到 930 亿光年啦,光年是个距离单位,一光年就是光飞一年的时间,930 亿光年就相当于光飞 930 年。现在人类的飞行速度连光速的百分之一都达不到,更别提去探索宇宙的奥秘啦。而且我们的宇宙还在一直膨胀着呢,宇宙会一直这么膨胀下去吗?现在科学家也没法给出确切答案。

银河系可不是静止的哦,它在围绕着更大的星系团转动呢。科学家研究后发现,长蛇座方向有个超大的引力源,他们把这个引力源叫做巨引源。这巨引源的质量是 5.410^16 倍太阳质量,离银河系大概 1.5 亿光年。科学家观测到银河系和周围好多大星系都在往这个巨大的引力心移动呢。现在科学家还不晓得这个巨大的引力中心到底是啥。有些科学家猜它可能是个黑洞,还有些科学家觉得它是奇点。现在科学家也在使劲研究这个神秘的引力中心呢。

科学家目前的研究表明,整个宇宙都在持续运动呢,那控制宇宙运动的主要物质到底是不是引力呀?现在的科学家也没法确定呢。以前著名的物理学家爱因斯坦觉得,引力其实是不存在的哦。质量小的天体围着质量大的天体转,是因为质量大的天体能把宇宙薄膜压弯,所以质量小的天体就会围着转啦。根据爱因斯坦的理论,科学家发现了引力波,还通过日全食证明这个理论完全正确呢,并且把牛顿万有引力的缺陷给弥补啦。在银河系运动的时候,它以后会和仙女座星系碰撞哦。

科学家经过一番计算后明白,银河系跟仙女座星系得在 37 亿年后开始碰撞啦。仙女座星系可是本星系群里直径最大的星系呢,银河系在仙女座星系后面。20 世纪初的时候,美国的科学家哈勃通过造父变星确定了银河系不是宇宙中唯一的星系,还观测到距离地球 254 万光年外有个比银河系更大的星系,这个星系就是仙女座星系,它的直径有几十万光年呢,内部有 1 万亿颗恒星。科学家观测发现,仙女座星系现在正在往银河系靠近,最快 37 亿年后会从侧面撞上银河系。现在科学家观测到仙女座星系外围的系晕已经和银河系的系晕有重合的迹象啦。

系晕是个围着星系的球状区域,主要成分是暗物质。暗物质之所以「暗」,是因其不会跟其他物质发生电磁反应,所以只能通过引力相互作用去研究。光经过暗物质时,会像凸透镜那样弯曲。通常来讲,星系晕是星系的边缘区域,仙女座星系的光晕有 200 万光年呢。要是把两个星系的光晕算上,那这两个星系就已经开始碰撞啦。不过大家现在别担心这两个星系碰撞会不会影响地球,因为它们真正的碰撞得在 37 亿年之后呢,而且就算真碰撞了,对地球也没啥影响。

银河系和仙女座星系的空间那可是老大了,各个天体之间的距离那叫一个远啊。就拿离地球最近的比邻星来说吧,它跟地球得有 4.2 光年那么远呢。要是把太阳的直径当成 1 厘米,那比邻星就像是在距离太阳 280 公里外的一颗玻璃球。所以啊,就算银河系和仙女座星系碰一块儿了,天体之间的距离还是远得很呢。与其说这两个星系在膨胀,还不如说它们在融合呢。不过到时候两个星系里的超大质量黑洞会融合到一起,那时候这颗黑洞的质量就会变得更大啦。我可希望人类文明能发展到 37 亿年以后,这样我们就能看到这么壮观的一幕啦。大家对这事儿有啥想说的不?