天文科普:我們太陽老大在銀河係中身份地位如何,還有其他的太陽存在嗎?
來源:時空通訊
發布時間:2021-01-21
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太陽在我們(men) 太陽係是當然的老大,看起來是個(ge) 巨無霸,但在銀河係裏麵是個(ge) 什麽(me) 身份地位呢?銀河係有多少個(ge) 像我們(men) 太陽一樣的恒星呢?

銀河係是太陽的家園,也是太陽係的第一層上級結構。

銀河係這個(ge) 家園太巨大了,直徑約20萬(wan) 光年,是一個(ge) 扁平鐵餅狀的旋渦星係類棒旋星係,中間厚,邊緣薄,厚度隻有1~1.3萬(wan) 光年。所謂旋渦星係就是像小孩子玩的風車一樣有幾個(ge) 懸臂,呈現旋渦狀;而旋渦星係也有幾種類型,其中棒旋星係就是中間有一根巨大的棒狀發光軸,好像是這根軸轉動著帶起了這個(ge) 巨大的漩渦。

銀河係的懸臂有兩(liang) 條大的主旋臂和兩(liang) 條短小一些的支臂,我們(men) 太陽就坐落在一條叫獵戶的支臂上,距離銀心(銀河係中心)為(wei) 2.64億(yi) 光年。一般認為(wei) 銀河係包含有2000~4000億(yi) 顆恒星,由於(yu) 人類現在的觀測能力還比較初級,因此並沒有銀河係恒星的精確數值,隻是根據觀測和引力測算。

在哈勃望遠鏡上天之前,人們(men) 對宇宙的認知還很狹隘,還沒掌握銀河係以外有沒有其他星係的證據。1990年哈勃望遠鏡發射深空後,人們(men) 發現了天外有天,宇宙之大超乎想象,河外星係竟高達上萬(wan) 億(yi) 個(ge) 甚至更多,有人估計達到10萬(wan) 億(yi) 個(ge) 之多。

銀河係在宇宙中隻是渺小的一族。

我們(men) 銀河係隻是本星係群上百個(ge) 星係中的一個(ge) ;本星係群隻是超本星係團中百餘(yu) 個(ge) 星係團(群)的一個(ge) ,其中室女座星係團就包含2500個(ge) 以上的星係;再上麵還有拉尼亞(ya) 凱亞(ya) 超星係團雙魚鯨魚超星係團、史隆長城結構、海格力斯-科羅拉·伯裏阿斯長城等等。

這些結構一個(ge) 比一個(ge) 大,現在認為(wei) 可觀測宇宙直徑約930億(yi) 光年,宇宙壽命已經有了138億(yi) 年。

那麽(me) 太陽在我們(men) 宇宙或者說銀河係是一個(ge) 怎樣的存在,銀河係有多少個(ge) 太陽呢?

實際上狹義(yi) 的太陽就隻有一個(ge) ,天無二日嘛。

我這樣說,是說一模一樣的太陽恐怕隻有一個(ge) ,至少沒有證據證明有第二個(ge) 。這個(ge) 太陽質量為(wei) 1.9891*10^30kg,直徑為(wei) 139.2萬(wan) km,主導著太陽係約1光年半徑的運行。圍繞著它有八大行星、若幹矮行星、幾百顆行星衛星,還有無數的彗星、小行星、碎片塵埃等天體(ti) ,其中最重要的當然還是有一個(ge) 孕育了生命和人類的地球。但這些所有的行星天體(ti) 加起來,也隻占有0.14%的質量,太陽老大一顆星就占有了99.86%的質量。

像這樣獨一無二的太陽不要說在銀河係,就是宇宙也可能沒有第二個(ge) 。就像我們(men) 地球上有70多億(yi) 人口,要找到一模一樣的兩(liang) 個(ge) 相同的人概率幾乎為(wei) 零,尤其是DNA線粒體(ti) 檢測,能夠把似是而非區分的一清二楚。

但我們(men) 太陽作為(wei) 一顆恒星,在銀河係並不特殊,隻是4000億(yi) 顆恒星中的一顆。太陽在恒星分類中屬於(yu) 黃矮星,在銀河係裏麵占比並不大,在銀河係比重最大的是紅矮星,而比太陽質量大的比例也很小。

各類恒星在銀河係的比例。

恒星分類基本是按光譜分的,因為(wei) 質量越大的恒星亮度就越高,因此實際上也是根據質量來劃分的。銀河係恒星光譜分類為(wei) O、B、A、F、G、K、M等7個(ge) 類型,這些類型是按恒星表麵溫度和亮度從(cong) 高到低排列。

我們(men) 太陽質量0.8~1.1倍左右的黃矮星屬於(yu) G型光譜,在恒星中隻占有7.6%的比重;比太陽質量小,隻有太陽0.8倍及質量以下的K型占比約12%;太陽質量0.4倍及以下M型占比約75%;達到太陽質量1.1~3倍的F型占比3%;再往上太陽質量3倍以上的恒星一直到300倍的恒星,總量隻占恒星總數的0.85%。

這樣,我們(men) 可以看到,在銀河係,大質量恒星占比是很小的,太陽雖然質量在銀河係中排在中小恒星的位置,但質量還是超過絕大多數恒星的。

銀河係裏麵有多少類似太陽的黃矮星?

如果隻把G型恒星作為(wei) 太陽類恒星,根據銀河係恒星總數2000~4000億(yi) 顆計算,太陽類黃矮星則有152億(yi) ~304億(yi) 顆;如果把F型也算上,則達到212億(yi) ~424億(yi) 顆之多。

這個(ge) 數字已經很龐大了,盡管如此,迄今並沒有發現一個(ge) 與(yu) 我們(men) 一樣的太陽,更沒有發現孕育了生命的恒星係,而且目前發現的幾千顆太陽係外行星,其主恒星絕大多數是紅矮星。

銀河係最多的還是紅矮星,如果把K型和M型都算上,總量占恒星總數的87%。在太陽係外距離我們(men) 最近的幾顆恒星都是紅矮星,比如比鄰星距離我們(men) 4.22光年,巴納德星距離我們(men) 6光年等。但由於(yu) 這種恒星質量小,光度弱,人類肉眼連最近的一顆也看不到。

紅矮星核聚變反應較為(wei) 緩慢溫和,消耗能量小,因此壽命超長,甚至可以與(yu) 宇宙同壽。而且現代研究認為(wei) ,這種恒星由於(yu) 其超長的壽命,很可能是宇宙中最有潛力的生命搖籃。

但生命的孕育和演化具有太多的不可預測因素,隨機和偶然性很大,且由於(yu) 受到宇宙伽瑪暴定期或不定期清理,以及很多不可預測的宇宙災害,生命和文明成長很艱難,很難發展到高級狀態。

真的天無二日宇無二“人”,人類能找到地外生命和文明嗎?迄今還是個(ge) 未知數。


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