「星團」就是一團星星嗎?科學家:星團能帶領我們認識銀河系

2020-09-19 每日速攬

星團是指一堆恆星聚集成的集團,也就是相對來說恆星比較密集的一片區域,而且它們是源於同一片巨大的分子雲,星團大致可以分為兩種類型,一種是較為鬆散的疏散星團,另一種是較為密集的球狀星團,它們遍布了整個銀河系。

疏散星團

疏散星團一般由最多幾千顆恆星組成,由於恆星數量比較少,密度很低,它們之間僅僅靠著微弱的引力吸引著,如果周圍遇到其它氣體雲或者什麼擾動,很容易就被瓦解。

所以大部分疏散星團的壽命都很短,一般只有幾億年,加上來自星團的輻射壓,會慢慢地把周圍的分子雲吹散,所以雖然這裡被譽為「恆星的搖籃」,但實際上,最終能形成恆星的材料其實非常有限。

疏散星團在銀河系中不是很多,目前發現的只有一千多個,比較出名的像蜂巢星團、畢宿星團、昂宿星團等等。

研究疏散星團主要有什麼用呢?

它是研究恆星演化的關鍵天體之一。首先,大部分恆星最初都來源於疏散星團;其次,因為同處於一個「搖籃」,這裡的恆星無論是年齡還是化學成分都差不多。

這些恆星就像剛出生的多胞胎一樣,相互之間除了質量,其它參數幾乎一模一樣,研究起來比較方便。

球狀星團

球狀星團中的恆星通常由幾十萬甚至上百萬顆,尤其是中心區域,密度非常高,恆星和恆星之間通常距離可能只有一光年,除了恆星數量上的區別外,球狀星團還有很多和疏散星團不同的地方。

球狀星團的形狀很規則,一般是比較完整的球形,準確來說是扁球形,而疏散星團的形狀就不是很規則,畢竟相互之間的引力比較弱,容易形變。

實際上,到了後期,隨著疏散星團被不斷地打散,漫漫的,各個恆星已經失去了對彼此之間的引力束縛。但是這個時候它們還能夠保持相似的運動方向,此時這群恆星有了另外一個名字,叫做「星協」。

疏散星團和球狀星團除了形狀區別外,它們出現在銀河系中的位置也不同,疏散星團一般只出現在銀河系的銀河平面附近,而球狀星團則不光會出現在盤面附近,包括盤面的上下各個地方都會存在。

這樣對地球上的觀測者有個好處就是,它不容易被氣體和塵埃遮擋,即使在很遠處,我們也能看到,但從整體來說,它也不是完全均勻分布的,還是越靠近中心位置,分布得越多。

不過相比於疏散星團,球狀星團整體的數量要稀少得多,目前在銀河系內只發現了100多個,即使是旁邊的「仙女座星系」,可能也只有幾百個球狀星團。

目前對於球狀星團,人們了解的還很少,比如它是如何形成的,包括它裡面的恆星,是像疏散星團一樣,是同一批形成的,還是說跨越了幾個世代。

目前能確定的是,在已觀察到的這些球狀星團裡,還沒有發現新形成的活躍恆星,也就是說,這裡面住的往往都是些老年恆星。如果說疏散星團是恆星的「幼兒園」,那麼球狀星團就是恆星的「養老院」。

星團裡有生命嗎?

球狀星團中會存在像地球一樣的有生命的行星嗎?雖然球狀星團內恆星很多,但是目前來看,這裡並不適合真正的生命形成,或者說現在的球狀星團內,可能不會有傳統意義的生命存在。

因為這裡的恆星太過密集,行星的軌道太容易被周圍的恆星幹擾,很難穩定,沒有穩定的軌道,別說忽冷忽熱了,用不了多久可能整顆行星都會直接撞到恆星上。所以說這裡行星的壽命往往都很短,根本沒有時間留給生命去演化。

另外,這裡幾乎沒有氣體和塵埃,因為它們早就被這些密集的恆星給洗乾淨了。

藍離散星

在球狀星團中,除了行星的軌道飄忽不定,恆星的運動也是變化莫測的,因為球狀星團內的恆星間的相互作用完全是一個多體問題,每顆恆星都與周圍N-1顆恆星有著交互作用,整體的複雜度是指數上升的。

總之這些距離較近的恆星之間,確實會經常發生碰撞,不過這也讓球狀星團內出現一些非常特殊的恆星類型,比如「藍離散星」這種,它與同群中的具有相同亮度的恆星相比,有著更高的表面溫度,雖然它仍然屬於主序恆星,但是它在赫羅圖上的位置已經偏離了主序帶,掉地了,所以它也叫「藍掉隊星」。

因為球狀星團不僅僅存在於我們的銀河系中,而是普遍存在於那些河外星系中,同時它在各個星系中分布規律也幾乎完全一樣,所以早期的天文學家正是基於這點,通過對球狀星團的測定,較為準確地描繪出了早期銀河系模型。

要知道,早期的人們一直以為,太陽系位於銀河系中心附近,後來美國的一位天文學家叫沙普利,他就琢磨為什麼球狀星團都分布在天空的一側呢?

據此,他大膽預言,太陽系應該處於銀河系邊緣,而不是中心。我們的太陽系在銀河系中並不特殊,反而是普普通通十分渺小的存在,這一結果也為人們今後認識銀河系奠定了重要的基礎。

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