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2016年9月16日 分享: Facebook Google+ LinkedIn StumbleUpon Pinterest Email 打印機版
 
 
探索星系神秘的世界(多圖)
 



仙女星系。



漩渦星系M51(左)和矮星系NGC5195(右)。



當規模差不多的星系發生碰撞時,形成橢圓星系,吸收了小的星系而長大的星系,變成漩渦星系。



星系的規模大小不等。

【人民報消息】(人民報記者畢馨晟綜合報導)2015年10月,美國國家航空航天局(NASA)與歐洲航天局(ESA)使用哈勃太空望遠鏡,在引力透鏡效應下拍攝到了一組大幅星系圖像樣本,這是迄今為止宇宙中出現最早也最為模糊的星系,其中有些在宇宙大爆炸後6億年就已形成。

這一發現,再次引燃了人們對星系的研究熱情。星系是什麼樣的天體?星系的種類有多少?星系互相碰撞會怎樣?讓我們一起進入星系神秘的世界。

何為星系?

也許你會有這樣的疑問,什麼是星系?用我們的肉眼來看,星系就是無數的恒星和漂浮在恒星之間的氣體和塵埃等「星際物質」,還有未知的「暗物質」等,由於引力而聚集在一起形成的天體。星系的規模大小不等,從100萬顆左右的恒星組成的小星系,到100萬億顆左右的恒星組成的巨大星系都有。並且,人們認為幾乎所有的恒星都擁有多個行星。我們所在的銀河系是由2000億~4000億顆恒星組成的,屬於星系中最最普通的漩渦星系。

漩渦星系的結構就像一個煎雞蛋。相當於蛋白的是「星系盤」(galactic disc),中央較厚的相當於蛋黃的是「星系核球」(galactic bulge)。並且,「星系盤」中有「旋臂」結構存在。

「星系盤」的外側,有一層包住中心和圓盤的、大致是球形的星系暈(galactic halo)。星系暈中有「球狀星團」和不屬於任何星團的恒星(星系暈星),以及暗物質等。所謂的球狀星團,是幾萬到幾百萬個恒星構成的球狀物,其特徵是︰年老的恒星居多。

那麼,宇宙中有多少個星系呢?因為宇宙有多大尚不明瞭,所以整個宇宙中有多少星系也不得而知。但是,人們認為,現在能夠用望遠鏡等觀測到的宇宙範圍內,約有1000億個星系存在。

這些星系並非均勻地分布在宇宙空間中。有由100個以上的明亮星系構成的「星系團」、也有規模較小的「星系群」等集團。要是從幾億光年以上的尺度來看,有的區域星系密集,有的區域沒有星系。這稱為「宇宙的大尺度結構」。

星系種類知多少?

美國天文學家埃德溫.哈勃(Edwin Hubble,1889~1953),用當時最先進的望遠鏡,發現了各種各樣的星系。他在1926年提出了星系分類的標準︰由漩渦狀旋臂構成了星系盤的漩渦星系,近似於球形的橢圓星系,以及不屬於這兩類的不規則星系。

在有的漩渦星系中,中央的星系核球呈棒狀結構,這樣的星系被特稱為棒旋星系。我們所在的銀河系中也發現有棒旋星系,漩渦星系的圓盤部份向同一個方向轉動。

橢圓星系是恒星聚集成的近似於球形的星系。橢圓星系不像漩渦星系那樣朝同一個方向轉動,其特徵是每顆星的運動都有很大的隨機性。漩渦星系和不規則星系發生大規模碰撞時,會產生橢圓星系。

典型的不規則星系的例子是如雲狀分布在南半球夜空中的「大麥雲」(Large Magellanic Cloud)和「小麥雲」(Small Magellanic Cloud)。這兩個星系既不像橢圓星系那樣呈橢球狀,也不像漩渦星系那樣有旋臂,所以不能劃入這兩類。

多個星系碰撞、合併過程中的星系,不包括在這3種主要的星系類型之中,這樣的星系屬於「特殊星系」類。星系碰撞時,引力互相影響,變成複雜的形狀。

星系的形狀是如何變化的?

科學家無法明確星系形狀形成的背後原因。不但現在不可能知道,永遠也不可能知道。

2013年8月,NASA把用哈勃太空望遠鏡拍攝的1670個星系,按照大小和形狀進行了分類。結果顯示,110億年前的星系都比現代的星系小,但是漩渦星系和橢圓星系都已經存在了。

星系互相碰撞會怎樣?

研究發現,距離銀河系250萬光年之遙的仙女星系正以100千米/秒以上的速度向銀河系逼近,在未來的某一天,這兩個星系將不可避免地相撞嗎?不知道,這要看兩個星系是好還是變壞。如果一直很好,就不可能相撞。

實際上,相對於星系的大小而言,它們在宇宙中的分布密度是比較高的,我們已經觀測到許多處於碰撞狀態中的星系。那麼,星系碰撞後會怎樣呢?

以仙女星系和銀河系為例。當這兩個大星系發生碰撞的時候,星系的形狀發生巨大變化,新恒星的形成非常活躍。碰撞後,兩個星系暫時分開,又因彼此的引力互相吸引,再次碰撞。這樣,經過無數次碰撞之後,整個星系新恒星活躍形成,最終星際氣體消耗殆盡,結果變成一個巨大的橢圓星系。如今,只有大約1%的星系正在發生碰撞。

小星系通過碰撞、合併而不斷變大,形狀也隨之改變。位於星系群或星系團中的星系將合併為巨大的橢圓星系。同時,由於宇宙在加速膨脹,因此沒有星系的空間(巨洞)持續變大,我們與遠方星系的距離將會越來越大。

我們人類所看到的星系,還有許多疑問讓人類好奇,但人類無論怎樣努力也只能知道皮毛,而永遠不能知道全貌。△
文章網址: http://www.renminbao.com/rmb/articles/2016/9/16/64216b.html
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