天文科普:為什麽星係的形狀不同?
來源:新浪科技
發布時間:2020-10-27
瀏覽次數:2194

沃爾夫星盤藝術渲染圖,沃爾夫星盤是早期宇宙中的一個巨大盤狀星係。沃爾夫星盤藝術渲染圖,沃爾夫星盤是早期宇宙中的一個巨大盤狀星係。
  新浪科技訊 北京時間10月22日消息,據國外媒體報道,遙望夜空,你可以看到來自其他無數星係的恒星。有些星係和我們的銀河係一樣,是旋轉的藍色盤狀星係;其他則是紅色的球狀星係或畸形、團狀或介於兩者之間的星係。為什麽會如此不同呢?事實證明,星係的形狀可以向我們透露該星係漫長一生中發生的故事。

  基本上,星係的形狀可以分成兩類:盤狀和橢圓狀。加州理工學院的理論天體物理學家卡梅倫·赫默斯說,盤狀星係,也叫旋渦星係,形狀有點像煎蛋。這些星係的中心更接近球體,像蛋黃被氣體和恒星(蛋清)包圍一樣。銀河係與距離我們最近的仙女座星係,都屬於盤狀星係。

  理論上,盤狀星係始於氫氣雲。引力將這些氣體粒子吸引到一起。當氫原子越來越接近時,雲團開始旋轉,總質量開始增加,當然它們的引力也隨之變大。最終,引力使氣體塌陷成一個旋轉的圓盤。大多數氣體位於圓盤邊緣,這裏也是恒星形成的地方。根據NASA的說法,一個多世紀前剛剛證明係外星係存在的埃德溫·哈勃,將盤狀星係稱為晚型星係,因為他猜測盤狀星係的形狀,意味著它們形成於宇宙曆史的後期。

  另一個橢圓星係,被哈勃稱為早型星係,顧名思義,它的形成時間更早。在澳洲墨爾本斯威本大學研究星係演化的觀察天體物理學家羅伯特·巴塞特說,橢圓星係裏的恒星,不是像盤狀星係裏的那樣旋轉,而是更隨機地運動。橢圓星係也被認為是星係合並的產物。巴塞特說,當兩個質量相當的星係合並時,它們各自的恒星開始在引力作用下互相拉拽,擾亂恒星的轉動,並形成更隨機的軌道。

  當然,也不是每一次合並的結果都是橢圓星係。銀河係其實也十分古老和龐大,但仍保持著圓盤形狀。銀河係通過吸收比其小得多的矮星係並從宇宙中收集自由氣體,來增加自身重量。巴塞特說,不過,和銀河係同為盤狀星係的仙女座星係正直奔著我們的銀河係而來。所以,或許幾十億年之後,這兩個旋渦星係可能會合並,然後每個星係的星盤將抵消對方的旋轉,創造出一個更加隨機的橢圓星係。

  這些合並不會在一瞬間完成。兩個星係的合並可能需要數億甚至數十億年的時間。事實上,一些正在進行中的星係合並速度是如此之緩慢,以至於從我們的角度看上去,它們仿佛是靜止的一般。巴塞特說:“它們基本上處於完全相同的狀態,相對整個人類文明而言,幾乎沒有改變。”哈勃將這些星係另歸為一類——不規則星係。觀察這些不規則星係,“你會發現它們一般處於混亂狀態,由多個部分組成,”巴塞特說,“不規則星係看起來就像是大型火車殘骸一般。”


這個星係被稱為Mrk 820,是一個透鏡狀星係。Mrk 820周圍有許多其他類型的星係,從橢圓星係到旋渦星係等等。這個星係被稱為Mrk 820,是一個透鏡狀星係。Mrk 820周圍有許多其他類型的星係,從橢圓星係到旋渦星係等等。

  最後是一種不太常見的形狀:透鏡狀星係。透鏡狀星係仿佛是橢圓星係和旋渦星係之間的混合體。巴塞特說,可能,當盤狀星係耗盡自己的所有氣體,並且不能再形成任何新的恒星時,現有恒星之間開始相互作用。它們之間的引力拉拽,形成一個看起來像小扁豆的形狀——樣子有點像橢圓,但仍是旋轉的圓盤星係。

  巴塞特說,到目前為止,科學家了解的有關星係以及其3D形狀的信息,都是使用數千個2D圖像以及依賴其他屬性(如星係顏色和運動)推斷而來的。

  例如,藍色的盤狀星係更加年輕一點。藍色的恒星一般也更大,燃燒更快、更熱(藍光頻率更高,也因此比紅光更具活力)。與此同時,橢圓星係中有大量古老的恒星(也叫紅矮星),這些古老的恒星燃燒就沒那麽快或者那麽熾熱。

  赫默斯說,盡管我們對圍繞我們的巨大天體結構已經有不少了解,但仍然有很多我們不知道的地方,等我們著去探索。“星係的形成和演化是天文學和天體物理學領域最大的開放問題之一,”他說。


關注【深圳科普】微信公眾號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書籍】,了解最新科普書籍
回複【團體定製】,了解最新團體定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習觀鳥相關科普星空体育官网入口网站
回複【深圳科普月】,了解更多科普月活動詳情
聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者