銀河系十大謎團:地球僅過了18個「銀河年」

2020-12-05 環球世界未解之謎

觀測合成圖:銀河系中心的一對「費米泡」(伽瑪射線泡),如太空中兩個異常明亮的燈泡。(NASA/Goddard 太空飛行中心)

銀河系是天空中最受人們關注的星系。雖然地球位於銀河系之內,人類的最大最好望遠鏡時刻在觀測系內的各種星體,但是這座無比壯觀的宇宙天體仍然充滿未解之謎。

夜空中,如果沒有光汙染的話,人們會看清更多閃爍的星體形成的帶狀銀河。

但是,無論我們的眼力多好,都不能看到星系塵埃遮擋的星星。《國家地理》雜誌近日報導,銀河系有十大未解之謎有待進一步探索。

「大燈泡」

又稱「費米泡」,為2010年發現的兩個巨大高能量射線泡,其中三分之二成分是伽瑪射線,這些射線的發射速度達到每小時320萬公裡。

從銀河系側面看,「費米泡」在銀河系中心上下對稱分布,像安在那裡的兩顆明亮燈泡,每個燈泡的長徑達3萬光年。

科學家至今無法判斷這些強大伽瑪射線的具體來源,即為什麼突然出現數量如此龐大的高能量伽瑪射線。

費米望遠鏡拍攝的銀河系圖像(紅色框為銀河系;黃色圓圈為費米泡)(NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)

成群氫氣泡飛出銀河中心

美國國家科學基金會的綠堤射電望遠鏡(Green Bank Telescope)發現,成群結隊的氫氣泡從銀河系中心飛出,時速為100萬公裡。

這些飛向銀河系外空間的氣泡數量超過一百個,在銀河系的上下分布範圍分別達5000光年。

飛出銀河系的氫氣泡。(NSF、S. Brunier; Design & Illustration: P. Vosteen (CC BY-ND))

綠堤望遠鏡網站1月10日報導說,科學家雖然看到這些氣泡以驚人的速度從星系中心飛出,但是不知道確切的原因,無法判斷那些泡是沉積還是離子化的結果。

暗物質暈圈

50年前,科學家發現銀河系被暗物質包繞。這些暗物質在銀河系周圍形成一個「暈圈」。

但是,具體原因至今為謎。

包繞銀河系的藍色球形對稱光暈(需要仔細觀察)即為暗物質。(NASA)

被遠古星團包繞

銀河系被至少150個古老星團包繞。星團,即恆星集中的空間。這些星團含有數以萬計的星體,其年齡幾乎與宇宙相當。

其中大部分是「隱身」的,只有大小麥哲倫星團能在南部天空觀測到。

「薄如紙」

銀河系是個扁扁的螺旋星系,像一張紙一樣薄。因為銀河系的直徑為10萬光年,但是其厚度進為1000光年,這個比例為100:1,如同一張紙。

為什麼是這種結構特點?

銀河系側面關,除了星系中心稍厚之外,其餘部分相比於其橫徑非常薄。星系中心可見X形結構。(NASA/JPL-Caltech/D.Lang)

地球僅過了18個「銀河年」

這是說,太陽系以時速大約80萬公裡圍繞銀河系旋轉,就像地球圍繞太陽旋轉那樣。但是,太陽系需要2.5億年才能圍繞銀河一周,也就是過一個「銀河年」。

按照地球有45億年歷史計算,太陽系僅圍繞銀河系轉了18周,也就是18個「銀河年」。可見銀河系之龐大。

太陽系在銀河系中的位置。(NASA/Adler/U. Chicago/Wesleyan/JPL-Caltech)

恆星數量之謎

目前,科學家無法確切知道銀河繫到底有多少顆恆星,更談不上具體包括行星在內的所有星體的數量有多少。

因為銀河系的星體太多,一個個的觀測和計數是不可能的,因此只能用「稱重法」或「光度法」估算。

即使是估算,也無法得知大致的恆星數量,3000億顆?4000億顆?……

這不是沙子,而是銀河系中的恆星。(澳大利亞國立大學視頻截圖)

吞噬周圍星系

近年來,科學家發現銀河系將其周圍的小星系吞噬,至少吞噬了11座。其殘餘物為河流一樣的塵埃雲,被稱為「星流」。

超級黑洞

科學家檢測到銀河系中心發出極為強大的射線束及無線電波等,因此推測那裡有一顆超級黑洞。

這顆黑洞和銀河系的演化息息相關,也就是說,超級黑洞和銀河系的命運有關,但是至今科學家無法直接看到這顆黑洞的真實形象。

錢德拉X射線天文臺(Chandra X-ray Observatory)拍攝的銀河系中心巨大黑洞部位發出的X射線圖像。(NASA)

未來與仙女座「相撞」?

說是碰撞,其實是星系之間的交匯融合,而不是真正的撞擊。

科學家發現,銀河系與其最近的星系「仙女座」相向運動,速度為每小時40萬公裡。

雖說是近鄰,兩座星系也相距250萬光年,距離之遙遠難以想像。我們可用時間來衡量一下。這兩座星系需要等到40億年之後,才能相互碰撞。

這麼久遠的時間,其間是不是會發生其他宇宙大事?

相關焦點

  • 銀河系的10個銀河之謎
    然而,有些謎團的規模甚至更大,以下的謎團實際上是銀河系。蓋亞(Gaia)於2013年啟動,正在繪製10億顆恆星的化學組成圖。該任務定於2018年完成,並將提供有關銀河系演化的空前知識。麥哲倫星系大雲距地球14,000光年,距地球約160,000光年。小麥哲倫星雲的直徑是其表親的一半,但相距30,000光年。相比之下,銀河系跨度為140,000光年。雲層已有130億年的歷史,據信繞著銀河系運轉。但是,哈勃進行的測量表明它們的移動速度是我們最初認為的兩倍。如果是這樣的話,銀河系的重量就不足以讓它們進入軌道。弄清楚它們是否在軌道上已經成為一個新的謎。
  • 銀河系浩瀚無窮,那麼一銀河年又是多久?
    德克薩斯大學奧斯汀分校的天文助理教授基斯·霍金斯說,太陽在軌道上繞銀河系公轉一周大約需要2.2億到2.3億個地球年——即地球繞太陽公轉一周的時間。  換句話說,假如我們用銀河「時鐘」來衡量時間的話,我們的地球存在大約才16年(以銀河年或宇宙年為單位),太陽的形成也不過才20年,甚至整個宇宙也就存在了60年左右。  太陽系繞銀河系公轉的過程,跟地球繞太陽公轉的過程十分相似。
  • 從地球32個角落看銀河系
    銀河噴湧出地面,攝影地點:南加利福尼白楊與銀河系,攝影師:Randy Halverson銀河系!攝影師:Sebdows Photography銀河系反射,攝影師:Rodney Lange銀河系的火炬,攝影師:Dustin Farrell
  • 如果一個地球年是365天,那麼一個銀河年是多長?
    一個銀河年是指太陽圍繞銀河系中心超大質量黑洞旋轉完整軌道所需的時間,太陽距離銀河系中心大約28,000光年,因此繞銀河系一周大約需要2.2億至2.3億地球年。在繞銀河系中心的過程中,太陽以非常快的速度運動,估計約為每秒230公裡。
  • 地球解放:銀河中央文明
    ,然後擴散至整個銀河系中,並創建了銀河光網格,是銀河聯盟的奠基人。 數百萬年前,銀河中央文明開始在全銀河系興建跨維度門戶,同時打造銀河光網格。他們在過 程中遇到了許多不同的種族,並且協助後者建 立跟他們一樣的靈性文明。這些主權獨立、精 神成熟的種族合力創建了銀河聯盟(不是銀河聯邦)。顧名思義,這個組織並不是思想集中的寡 頭政府,而是一個結構鬆散,由主權獨立、精神成熟的種族創建的互助聯盟。
  • 地球在銀河系中,人類沒有飛出銀河系,科學家怎麼看到銀河系全貌的
    如果沒有特別標註,我們根本就看不到地球所在的太陽系在哪裡。目前科學家測得銀河系的直徑有10萬到18萬光年,估計銀河中包含了大約1200億顆恆星。地球深處浩瀚的銀河系其中,現在的人類根本就沒有能力飛出銀河系。那我們是怎麼拍下整個銀河系的呢? 既然人類無法飛出銀河系,那麼我們看到的銀河系全貌就不是拍下來的。這是科學家經通過對銀河系的觀測用計算機模擬出來的。
  • 銀河系430萬太陽質量黑洞,如何束縛1.5萬億太陽質量的銀河系?
    銀河系中心黑洞大約為430萬個太陽質量,佔銀河系普通物質總質量的百萬分之三不到,卻能束縛住銀河系近2000億顆恆星,其實這不只是中心黑洞的功勞,銀河系中心周圍的恆星分布密度遠大於邊緣,銀河系核球的質量佔了銀河系質量的5%,還有銀河系中大量暗物質也起了作用。
  • 為什麼現在看不見銀河了?一個更可怕的猜想:銀河系已經死亡
    ,而如今,別說是銀河了,就算是星星也很難看見。   人們看不見繁星的原因有兩個,其一是地球上的燈光太過耀眼,在光汙染的影響下,縹緲的星光馬上就被城市中絢麗的燈光給覆蓋住了,因此即使天氣晴朗,人們也難以找尋星星的足跡。
  • 解讀地球在銀河系中的位置,它在銀河系運行一周需2.5億年!
    它的直徑達到10萬光年,質量比我們的太陽大萬億倍,誕生於130億年前,目前仍然在構建之中,它就是我們的星系:銀河系。
  • 地球在銀河系的哪裡?
    曾幾何時,人們認為地球是宇宙的中心,天上的星辰都在圍繞地球旋轉。但隨著天文學的發展,地心說被證明是錯誤的,地球其實是圍繞太陽旋轉。通過觀測,天文學家認識到地球、太陽以及天上的星辰幾乎都是銀河系的一部分。那麼,地球處在銀河系的什麼位置呢?
  • 新的銀河系地圖表明,地球更靠近銀河系中心的超大質量黑洞
    看來地球已經放錯了地方。根據銀河系的新地圖,太陽系的位置不是我們想像中的位置。它不僅更接近銀河系中心,還更接近中心的超大質量的黑洞Sgr A *, 它的軌道處在一個更快旋轉速度的軌道上。沒什麼可擔心的。
  • 中美科學家繪製迄今最精確的銀河繫結構圖,找到我們的「銀河坐標」
    另一個原因是,銀河系尺度之大令人咋舌:銀河另一側的恆星發出的光要經過5萬年以上的時間才能到達地球。如此遙遠的距離甚至使我們很難分辨出哪些恆星離我們近,哪些恆星離我們遠。下圖是有史以來最好的銀河繫結構鳥瞰圖。數據展示了圍繞銀河系中心的四個主要的旋臂結構。我們的太陽(天文學家將其視為四象限測繪坐標的中心)會圍繞銀河系運轉,環繞一周大概需要2.12億年。靠近太陽軌道的地方,有一條較小的旋臂(藍色)。未來,使用南半球上的射電望遠鏡開展的研究可能會揭示出第四象限中大部分目前未直接觀測到的其他結構。
  • 銀河系最大的恆星,體積相當於太陽的18億倍
    130萬個地球那麼大。    其實,即使太陽看起來很大,但若是放眼整個銀河系,太陽卻又顯得如此微不足道,太陽只是銀河係數幹億顆恆星中的一顆,目前人類在銀河系中觀測到的最大恆星是盾牌座UY星,它是一顆紅巨星,距離地球5100光年,盾牌座UY稱得上銀河系之中所有恆星的霸主。
  • 《銀河系搭車客指南》:地球被拆遷了,我要去銀河系裡搭個車
    三毛就有一篇散文《搭車客》,描寫搭過她車的形形色色的人。可是,你知道在銀河系裡怎麼搭便車嗎?站在銀河系邊上豎起大拇指嗎?要怎麼讓路過的飛船在黑漆漆的宇宙中看到你,又怎麼保證自己不缺氧窒息、不被超低溫凍死呢?這時候你就需要用到《銀河系搭車客指南》了。
  • 地球在銀河系郊區,卻有人說人類永遠走不出銀河系,這是為什麼?
    夜空中除了滿天的繁星,還有銀河。銀河也是有數不清的恆星組成的。由於它們距離地球太遙遠了,我們的眼睛根本無法一顆顆的分清它們了。地球、太陽和天空中的滿天繁星共同組成了宇宙中的一個大家庭。這就是銀河系。星系是由眾多恆星、氣體、宇宙塵埃以及暗物質組成的一個龐大運行系統。它們就像是漂浮在黑暗宇宙大海中的島嶼。因此,星系也叫做宇宙島。
  • 地球繞太陽一周就有四季的變化,那太陽系繞銀河系是否也有變化?
    春分時,同一經線地球自轉時,南半部太陽分先過正南,北半部分太陽後過正南。冬至和夏至,同一經線南北兩部分太陽同時過正南。用地球儀演示可以發現,只有春分秋分時地軸傾斜方向,與夏至冬至時地軸傾斜方向相反時,才能出現以上現象。事實證明,地軸不總是傾斜的指向同一方向,而是不斷旋轉改變的,地球在不停的搖擺運動,四季變化是地球搖擺運動形成的。肯定有影響。但銀河系的自轉是定型自轉還是正在生長的自轉?
  • 37億年後,仙女星系追尾銀河系上演宇宙大碰撞,地球和太陽會怎樣
    在秋季沒有月光的夜晚,我們會看到乳白色的銀河橫跨天際,非常的美麗。我們看到的銀河是銀河系的一部分,它是由數千億顆距離我們十分遙遠的恆星組成的。如果我們沿著銀河向東北方向的天空望去就會看到一個紡錘形模樣的橢圓形光斑。
  • 地球繞太陽是一年四季,大陽繞銀河會轉到地球不適合人生存位置?
    太陽繞著銀河系中心公轉一周的時間被稱為銀河年,一銀河年大約為2.3億地球年。
  • 銀河是條天上的河流嗎?不,銀河是……
    大家都知道我們在銀河系中,不過,人類正確認識銀河系用了上千年的時間,而人類認識到銀河系之外還有著上千億個和銀河系相近但又不完全相同的星系還不到百年。 那麼銀河繫到底是什麼樣的?銀河系外的星系又是什麼樣子?人類對於星系的認識經歷了什麼樣的過程?
  • 地球繞著太陽轉,太陽繞著銀河系轉,那銀河系又圍繞著什麼轉呢?
    地球繞著太陽轉,太陽繞著銀河系轉,那銀河系又圍繞著什麼轉呢?地球的自轉讓我們有了晝夜之分,萬物有了休息的時間啊,月亮圍繞地球轉,引起潮起潮落,地球繞著太陽轉,有了分明的四季,那太陽繞著銀河旋轉,轉一圈需要多久的時間?這又會給地球帶來些什麼樣的變化呢?而銀河又繞著什麼在轉呢?