銀河系中心的亮度,為什麼比周圍要大很多?科學家是這樣解釋的

2020-08-30 星光視界20

在晴朗的夜晚,我們抬頭仰望天空,看見的一條明亮的白色帶橫跨天際,那便是銀河,我們置身於銀河系的太陽系之中,就好比一粒塵埃,更是顯得微不足道。我們所處的銀河系比普通的星系稍微大一些,直徑大約為10萬光年,已經有150億年的歷史。雖然整個銀河系邊緣地區較為黯淡,但是在銀河系的中心地帶則呈現一個非常明亮的區域,亮度遠高於周圍的地方。那麼,銀河系的中心究竟是什麼?為何會有如此高的亮度呢?

關於銀河系中心區域的亮度為什麼要高於其它區域,主要有以下3個原因

首先是銀河系中心存在著眾多發光的恆星

在地球上,我們晚上所見的滿天繁星,大多數是來自於可以自身發光的恆星。在我們肉眼可見範圍內,大約有3000多顆,加上腳下看不見的,總共差不多6000多顆。而且這些恆星大多數位於銀河系以內,因為遙遠,所以一些銀河系外的恆星需要藉助望遠鏡才能觀測到。而在銀河系中心地帶,則聚集著大約4000萬顆這樣發光的恆星。

其次,在銀河系中心區域,恆星分布的密度相當大

我們都知道,銀河系自內向外分為銀心 銀核 銀盤 銀暈和銀冕。它的中心區域銀心的直徑約為2萬光年,而厚度約為1萬光年,這個區域主要由高密度的恆星組成。根據科學家們的計算發現,在銀河系中心附近的每立方光年的空間中有著多達29萬顆恆星,這意味著在距離中心3.26萬光年以內,有著超過4,000萬顆恆星,密集的恆星匯聚在銀河系的中心地帶,使得銀河系中心區域的亮度及其驚人。

最後,由於恆星碰撞以及超新星爆發,增加了銀河系中心的亮度

恆星運行軌道的改變,導致大量恆星發生碰撞,以及中心區域常常會發現超新星爆發,其亮度比地球大數萬倍,因此,銀河系中心區域更加明亮。

因此,銀河系中心區域高亮度是由三個因素造成的,即發光的恆星 恆星分布的密度以及恆星碰撞和超新星爆發。

從科學家們繪製的銀河系全景圖中,我們很難想像在銀河系中心如此之小的空間內,竟然聚集了如此數量龐大的恆星群。

那麼,到底是什麼力量能夠將如此多的恆星匯聚在這個「狹小」的宇宙空間呢?

以人類目前的科技水平,我們現在能夠觀測到的宇宙達到了驚人的960億光年,而在宇宙中,所有的恆星 行星 星雲等各種天體更是不計其數,雖然天體數量之龐大,但是它們各自的運動軌跡卻是很有規律的,這使得天體與天體之間不會相互碰撞。

我們知道,在太陽系中太陽是絕對的老大,它的質量佔了整個太陽系的99.86%,其它所有的天體質量只佔了可憐的0.14%,因此,太陽系中的天體都是圍繞太陽旋轉的。


根據此規律,我們是否可以推斷在銀河系中是不是也有一顆超大質量的恆星呢?

在最初的研究階段,科學家們認為在銀河系的中心可能存在一顆超級恆星,然而隨著觀測手段的提高,科學家們發現,在銀河系中心沒有任何恆星可以達到這種地步。

在隨後的觀察中,科學家們發現了一個很強的射電源從銀河系中心區域發出,科學家們因此將研究重點轉向了該區域(該區域後來被命名為人馬座a)。隨著研究的深入,讓科學家們感到疑惑的是,該射電源發出區域的天體居然沒有任何可見光發出。

後來,科學家們又對銀心方向的十幾顆比較亮的恆星的運動軌跡進行了長期的監測和分析研究,發現這些恆星都被來自人馬座a的一個天體強有力的引力牢牢地拽去。科學家們據此推算,能夠產生如此強勁引力的天體,其自身質量大約是太陽的400萬倍。

而隨後科學家們發現銀心中產生巨大的引力來源都集中在一個很小的範圍內,而想要在如此小的範圍內產生強大的引力範圍,那麼這樣的天體就只有可能是黑洞,即一個超大質量黑洞存在於銀河星系中心。正是因為這個超大質量的黑洞,才使得銀河系中心區域能夠聚集如此之多的恆星。

銀河系中心產生強大引力的黑洞到底有多大?

據科學家們觀察和計算,銀河系中心的黑洞直徑為2,400萬公裡,質量是太陽的400萬倍,我們知道質量越大的天體其所產生的引力越強。銀河系中心的黑洞,因為其質量超大,因此在其周圍形成了一個強引力場,專業術語叫視力場,即黑洞的引力輻射範圍,任何進入黑洞視界的物體都會被黑洞強大的引力所吸引並圍繞黑洞旋轉,而銀河系中心的黑洞就是靠著這股強大的引力吸引著大量圍繞它旋轉的恆星。

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