帶你走進比恆星更大的天體系統——星系及其演化過程

2021-01-19 星汐科學夢

恆星由誕生到死亡相信很多人都聽說過,這也說明了宇宙間所有的東西都不是永恆的,就像一個人一樣都會經歷生老病死。只是人類的生命太過於短暫而沒有機會去看到那些看似永恆的變化。今天就和大家一起走進比恆星更大的天體系統——星系及其演化過程。

根據宇宙大爆炸的學說,在宇宙奇點爆炸後約8億年後演化出了宇宙間第一批星系。其他物質在隨後億萬年的演化中形成了現今宇宙的模樣。通過現今哈勃望遠鏡對星系的觀察,我們可以將現今所觀察的到的星系分為三大類:橢圓星系,如上次世界上第一張黑洞照片所在星系M78就是橢圓星系,橢圓星系在天文學上用字母E表示,橢圓星系下又有8種次型。螺旋星系,用字母S表示(其中包括棒旋星系,字母SB和漩渦星系)和不規則星系。還有一種介於橢圓星系和螺旋星系之間的透鏡星系,因為其形狀像螺旋星系,但是並沒有旋臂,用字母S0表示。

關於星系的演化過程在天文學上一直有兩種不同的爭議,一種是認為星系應該一開始所有的星系都是橢圓星系,橢圓星系在自身運動中慢慢慢得扁圓,形成沒有旋臂透鏡星系,但是透鏡,如目前觀測到的體積最大的星系IC 1101,透鏡星系再進一步演化會變成螺旋星系,或者變成像銀河系一樣的棒旋星系,又或者像仙女座星系一樣的旋渦星系,一些科學家認為IC 1101繼續演化會長出旋臂。當然這兩種星系再進一步演化的話,棒旋星系的兩條主旋臂會變得沒有那麼彎曲,而相反的旋渦星系的旋臂會變得越來越多。再進一步演化會變成不規則星系。

另一種的演化說法剛好跟上面那一種相反,因為根據觀測,橢圓星系的中的恆星都非常古老,在望遠鏡下橢圓星系一般呈現紅色或者黃色,按照赫羅圖的說法,這種顏色要麼是剛誕生不久的或者已經走向衰亡光芒,而且越接近球狀的星系越不可能產生新的恆星。相反的像一些不規則星系,如我們因銀河系旁邊的大小麥哲倫星系中就蘊含著無限的生機,星系內部不斷產生新的星系,所以天文學上,星系最開始都是從不規則星系開始的,最後才演變成了橢圓或者是球狀星系。這種說法得到了更多人的贊同。

直到近世紀來科學家在廣闊的宇宙中發現了另一種天體——類星體,才對星系的形成有了新的認識,我們知道每個星系的星系核都有一個超質量黑洞存在,正是它的存在才使得星系中各天體正常的運行,類星體在宇宙中是一種亮度極高,擁有吸積盤而且中心也有黑洞的大型天體,雖然體型不及星系,但是也是按光年進行計算的。有科學家表示,也許類星體才是星系演變的開端,也許所有的星系都是由類星體演變而來。而類星體又是由黑洞演變而來,如此循環,無窮無盡。

當然關於星系的演變現今大多都是猜想,不能因為星系的形狀而判斷其演化的進程,比如我們的銀河系和仙女座星系碰撞後就會形成一個巨型的橢圓新星系等。

相關焦點

  • 星系及星系的演化過程
    什麼是星系?星系也稱為恆星系。恆星系的定義是由無數本身能發光、發熱的天體及恆星所組成的集合體。它是宇宙中龐大的星星的「島嶼」,也是宇宙中最大、最美麗的天體系統之一到目前為止,人們已在宇宙觀測到了約10億個星系。銀河系只是一個普通的星系。
  • 《恆星、行星和星系》| 帶你在天文學的歷史中漫步
    你知道太陽是離我們有多遠嗎?世界很大,大到人類需要發明宇宙飛船去探索太空,想了解恆星、行星的秘密嗎?跟隨我們的腳步,進入這個奇妙無比的天文世界吧! 人類探索宇宙的歷史妙趣橫生,《恆星、行星和星系》一書講述了天文方面的知識以及有關天文的基本常識,用活潑生動的語言介紹人類如何確定天體的位置和天體運動的規律。
  • 比本超星系團更大的上級是哪個天體系統?
    宇宙中還有比本超星系團更大的天體系統嗎?即使在我們所熟悉的天體範圍內,仍然有很多比本超星系團更大的天體系統,相對於這些龐大的天體系統,我們銀河系甚至只是一個微不足道的中等星系,不要認為銀河系新修訂的20萬光年直徑是一個天文數字,那只是針對人類而言!
  • 恆星處於星系宜居帶的位置是誕生生命的關鍵條件
    而另一方面,那麼這個包裹恆星的裝置受到加熱之後,自身的溫度會升高同時也會產生紅外輻射,所以看到某些恆星有特別異常的紅外輻射,或許就是由高度發達的外星文明建造的,在射電監測的過程裡面,科學家在選擇候選天體的時候,也往往先去選擇那些在紅外波段看上去有異常現象的恆星。
  • 聚集年輕恆星的疏散星團,為什麼更能揭示星體的演化過程?
    科學家們根據星團的外在結構和恆星的年齡分布等特徵,將它們主要劃分為疏散星團和球狀星團。而位於疏散星團中的那些藍色恆星,大多數都比較年輕,同時還擁有相對較大的質量和極短的生命周期。眾所周知,恆星的演化過程一直都是科學家們最感興趣的研究領域之一,那麼,這些聚集了大量年輕恆星的疏散星團,為什麼更能揭示出星體所經歷的演化過程?
  • 十天幹代表天體的各種狀態,也可以表達天體的演化過程
    十天幹代表了各種天體甲乙是星雲,光,---------(甲乙木);丙丁是恆星, --------(丙丁火);戊己是地球之類的行星,--(戊己土);庚辛是中子星, -----(庚辛金);壬癸是黑洞,--------------(壬癸水);甲乙類天體:雲霧、光電可以理解為天體形態中的本源物質,微觀物質,基礎天體構成;丙丁類天體:我們還是用太陽這個恆星來比喻丙丁類天體,比較形象直接,發光發熱,取火象;戊己類天體:戊己為土,類似地球和金木水火土五星之類的行星天體狀態
  • 從恆星演化來認識宇宙演化
    本文依據天文觀測和能夠理性認識到微觀世界的系統唯物論,認識符合系統邏輯物質運動物理的宇宙演化。不同於大爆炸宇宙學的特徵有三:一、符合產生自然現象的物質系統的實在本質;二、符合實在物質系統的存在與運動的系統邏輯的物理;三、自然現象中不存在有悖論的事實。
  • 太陽系屬於銀河系,銀河系又屬於什麼天體?帶你走進宇宙星河長城
    我們的地球是屬於太陽系的已一部分,而太陽系又是銀河系中小小的一部分,但是你有想過宇宙之大,我們的銀河系又屬於什麼天體系統嗎?今天小星就帶大家走進比銀河系更大的天體系統,帶你領略宇宙星河長城的雄偉壯麗。本星系群直徑約為1000萬光年,星系群內包含了50個左右的星系。那麼本星系群又從屬於什麼天體系統呢?正所謂天外有天,人外有人。直徑為1000萬光年的本星系群屬於室女座超星系團(本超星系團)中的一小部分,而且並不在其中心位置,位於室女座超星系團的邊緣。室女座超星系團中心的星系體積極為龐大和亮度較一般星系明亮。
  • 天體的膨脹與收縮及其外型的演化
    地球天體的膨脹與收縮,僅僅關注其外表地殼的演化遠遠不夠。天體演化的目的是什麼?僅僅是為了表面的演化?顯然不是。天體演化的目的是為了孕育腹中的胎兒——內核。相由心生,天體的膨脹與收縮及其外型的演化,主要由其內核決定。
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    我們現在知道它們其實是被更大的但幾乎看不見的塵埃和氣體雲所包圍。天文學家稱之為環星系介質,簡稱CGM。CGM就像一個巨大的回收工廠,吸收星系噴出的物質,之後再將它們送回去。 美國國家航空航天局的遠紫外羅蘭圓成像和光譜望遠鏡(FORTIS)將研究這種循環過程,以幫助解決幾個未解之謎。
  • 銀河系只是拉尼亞凱亞超星系團中的一粒沙,天體沒有最大只有更大
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  • 雙星系統的分類與演化
    你知道嗎?夜空中我們觀測到的所有亮點,其實大部分並不是單一的一顆恆星,有80%以上是多星系統。
  • 恆星的演化過程是怎樣的?
    恆星之初是一團冰冷的氣體,對應於光譜光度圖的右側(冷側)。在自身的引力下,這些氣體開始收縮。收縮過程中會逐漸聚合,於是密度和壓強就會增大,溫度也會升高;達到了臨界溫度,就會發生氫核聚變,一顆原恆星從此誕生。一顆年輕的恆星表面溫度很低。
  • 恆星分很多種,來看看各種恆星的演化和結局
    恆星是依靠自身核聚變可以發熱發光的天體(多指恆星的主序星階段),不過由於恆星的質量大小不一,恆星自身的演化過程也很不相同。
  • 銀河系很大,仙女座星系更大,但這個星系卻能輕鬆裝下上萬個它們
    我們生活在地球上,地球是太陽系眾多天體中的一員,而太陽系又是銀河系的數千億個行星系統中的一員,銀河系的直徑大約有16萬光年(算銀暈),其中有1000~4000億顆恆星,總質量約為太陽的1.5萬億倍。
  • 室女座超星系團是目前已知的星系集團中最大的
    」的小天體聚集地,荷蘭天文學家柯伊伯和其他天文學家在研究太陽系的過程裡面發現,有一些小行星、彗星它們的運動特徵反映了它們是來自於海王星之外的,在2006年國際天文學聯合會將冥王星從行星降級為矮行星,因為在太陽系的外面半徑大約50個天文單位的地方有一個叫做柯伊伯帶的區域,這個區域分布著很多類似於冥王星這種比較小的天體
  • 本星系群:比銀河系更高一級的天體系統,已知包含近50個大小星系
    我們所處的宇宙既浩瀚又神秘,隨著人類對於宇宙的認識越來越深入,我們越來越感覺到宇宙就像是一部「精密的機器」,按照原本的設計,在按部就班的進行運行和演化,宇宙是一個巨大的複雜系統。也就是說,宇宙中的任何一個天體,都不是隨意出現在某個區域的,都是運行在這個系統之中,被萬有引力和永恆的運動所控制。
  • 本星系群:比銀河系更高一級的天體系統,已知包含近50個大小星系
    我們所處的宇宙既浩瀚又神秘,隨著人類對於宇宙的認識越來越深入,我們越來越感覺到宇宙就像是一部「精密的機器」,按照原本的設計,在按部就班的進行運行和演化,宇宙是一個巨大的複雜系統。也就是說,宇宙中的任何一個天體,都不是隨意出現在某個區域的,都是運行在這個系統之中,被萬有引力和永恆的運動所控制。關於「本星系群」我們把宇宙中的天體因為相互吸引、相互繞轉而形成的運行系統,稱為「天體系統」,宇宙中的天體系統是多層次的,低層次的天體系統包含在高層次的天體系統之內。
  • 宇宙問題:星系是怎麼死的?天體物理學家在計算機上模擬了這一切
    不是嚇唬你,確實,仙女座星系正在「接近」我們的銀河系。雖然這種影響不會在數億年內發生,但是,在某些情況下,其後果可能是災難性的。就算考慮到恆星之間的距離很遙遠,但我們也應該預料一些可能會發生的碰撞。此外,在重力變化的影響下,一些恆星可能飛出星系,成為單獨的「旅行者」。與此同時,這兩個星系的螺旋結構也將被破壞。根據目前所有的計算機模型,這兩個星系碰撞後會形成一個巨大的橢圓星系-Lacomeda。對我們來說,這種事情的發生看起來像是毀滅或大災難,但對宇宙來說,卻是星系演化的一個自然過程。
  • 宇宙中最大的恆星有多大?看完會讓你懷疑人生
    浩瀚的宇宙天體無數,其中最普遍的天體就是恆星和行星,而恆星在宇宙中的地位非常高大。雖然恆星不是宇宙中最強大的天體,在它的上面還有中子星,黑洞等強大的天體,可是不管是中子星還是黑洞都是由恆星演變而來。而恆星不僅有強大的質量,而且還能夠依靠內部的核聚變發出光和熱,給黑暗寒冷的宇宙帶來些許的光明和溫暖。同時恆星還是生命星球誕生的必要條件,沒有恆星的光和熱,宜居帶內的行星就不可能誕生生命,更不可能誕生智慧文明。