天天看點

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

作者:森羅萬象原創

閱讀此文前,麻煩您點選一下“關注”,既友善您進行讨論與分享,又給您帶來不一樣的參與感,感謝您的支援。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

銀河系是我們所處的宇宙家園,一個廣袤浩瀚的星際世界。無數的星球、恒星和塵埃雲彼此交織,形成了這個宏大而神秘的星系。這個宇宙中心的中心,銀河系以其壯觀的規模和豐富多樣的天體而聞名于世。它是數以百億計的恒星、行星、星際物質和黑暗物質的家園,擁有紛繁複雜的結構和神秘的力量。

銀河系是一個巨大、螺旋狀的星系,由大約2000億顆恒星組成。它呈現出一個旋渦狀的結構,中心有一個龐大而密集的球狀星團,被稱為銀河系核心,2000億顆恒星圍繞核心轉動,而星系的外圍則延伸至數萬光年之遠。這個旋渦狀結構使得銀河系的外觀宛如一張絢麗的藝術圖畫,激發着我們對宇宙奧秘的無盡好奇:銀河系中心最亮的部分是什麼?為什麼2000億顆恒星都在繞它轉動?

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

銀河系的誕生

銀河系的誕生可以追溯到大約135億年前,當時宇宙正處于一個高度擴張和活躍的階段。根據宇宙大爆炸理論,宇宙誕生于約138億年前的一個極度高溫和高密度的初始狀态,随後經曆了快速膨脹的宇宙膨脹時期。在宇宙膨脹過程中,微小的密度擾動開始形成,并作為未來星系的種子。

在大約138億年前,當宇宙膨脹冷卻至足夠低的溫度時,物質開始逐漸凝聚形成了星系。銀河系的誕生也是在這個時期開始的。根據現有的觀測和模拟結果,科學家認為銀河系的形成是通過引力的作用,由原始物質雲逐漸塌縮和聚集形成的。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

在宇宙早期的暗物質密度波動的引導下,原始物質雲開始逐漸聚集形成了龐大的原始暈。這個原始暈是銀河系誕生的前身,其中聚集了大量的暗物質和氣體。接下來,原始暈中的氣體開始冷卻下來,并逐漸形成了分子雲。這些分子雲是未來恒星誕生的孕育地。在分子雲的重力作用下,氣體逐漸塌縮形成了原恒星。原恒星在内部核聚變的過程中釋放出巨大的能量和輻射,形成了巨大的恒星風和超新星爆發。這些過程不僅将物質和能量釋放到周圍的空間中,還将原始暈内的物質重新攪動和混合。

随着時間的推移,原始暈内的物質逐漸形成了旋臂結構。旋臂結構是由巨大的氣體和塵埃雲組成的,它們以螺旋狀環繞着銀河系的中心。旋臂是恒星形成的主要區域,它們富含氣體和塵埃,為新的恒星誕生提供了條件。

如今的銀河系已經成為一個成熟的星系,它的直徑約為100000光年,包含了大約2000億顆恒星,主要由銀心、銀核、銀盤、銀暈和銀冕組成,其中銀河系最閃耀的地方就是銀心。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

核心處的銀心

銀心是指銀河系中心區域的區域,也被稱為銀河系核心。它是銀河系内最具集中和活躍的區域,估算其直徑約為20000光年,厚10000光年。這個區域由高密度的恒星組成,其中主要是年齡較大的紅色恒星,恒星密度極高。根據天文學家的觀測結果,銀河系最中心的3.26光年空間内分布着高達4200萬顆恒星,與太陽系附近的恒星密度相比,中心區域的恒星密度高出7200萬倍。

由于銀心區域内恒星密度極高,并且存在大量的活躍恒星和星團,是以它在銀河系中是最明亮和最活躍的部分。銀心區域釋放出巨大的能量,産生大量的光輻射,使其在遠處觀察銀河系時顯得非常亮眼。預估其亮度至少是太陽系的數百萬倍。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

恒星為何圍繞它轉動?

銀河系屬于漩渦星系,從外觀上看形似漩渦,所喲恒星都在圍繞着中心轉動,是什麼吸引了他們?答案就是銀河系中心處的巨型黑洞——人馬座A*。

人馬座A*的發現可以追溯到1974年2月,當時天文學家們首次觀測到這個位于人馬座的黑洞。然而,直到2002年10月16日,由馬克斯·普朗克地外實體學研究所的國際研究隊帶領的觀測團隊,通過對接近人馬座A*的星體S2進行長達十年的觀測,才公布了人馬座A*是一大品質緻密體的證據。這一發現引發了全球天文學界的震動,并為進一步的研究提供了重要線索。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

根據對S2的開普勒軌道計算,人馬座A*的品質初步估計為260 ± 20萬太陽品質,半徑約為120天文機關。然而,後續的觀測和研究表明,人馬座A*的品質更可能接近于410萬太陽品質,體積半徑則被限制在45天文機關以下。經過多年的觀測和分析,研究人員萊因哈德·根舍提出了431 ± 38萬太陽品質的品質估計,為進一步了解這一超大品質黑洞提供了重要依據。人馬座A*作為一個超大品質黑洞,具有許多獨特的特點。它位于銀河系中心,這使得它成為銀河系最炙熱、最活躍和最亮的地方之一。

人馬座A*的品質巨大,對周圍物質具有巨大的引力影響力,甚至能吸收周圍較小黑洞和星體來增長。2004年,就有天文學家在人馬座A*附近三光年内觀測到一個名為GCIRS 13E的中等品質黑洞,這個黑洞的品質相當于1300個太陽,将很快被人馬座A*給吸收掉。由于人馬座A*的超強引力使得銀河系的所有恒星都在圍繞它轉動。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

為人馬座A*拍照

在很長一段時間内,我們都無法取得人馬座A*的具體照片。因為黑洞具有極其強大的引力,是由品質極大且體積極小的天體形成的。它的引力是如此之強,以至于連光都無法逃逸,是以黑洞本身是不可見的。隻有當物質進入黑洞的事件視界内,我們才能通過輻射等觀測到黑洞的存在。事件視界是黑洞周圍的區域,一旦物體越過這個邊界,就無法再逃離黑洞的引力。光線和其他物質被吸引到事件視界後,将被黑洞完全吞噬,是以無法觀測到事件視界内的具體情況,但其外表是可以被觀測到的。

為了給人馬座A*拍照,天文學家們決定通過利用射電幹涉技術,将全球多個射電望遠鏡聯合起來,形成一個相當于地球口徑的巨大虛拟望遠鏡,進而具備拍攝黑洞周圍區域微弱射電輻射的能力,這就是著名的事件視界望遠鏡。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

2022年5月12日,事件視界望遠鏡正式釋出了人馬座A*的首張照片。可以看到人馬座A*的事件視界呈現出一個明亮的環狀結構,這與理論模型的預測相符。這一發現為驗證愛因斯坦相對論和黑洞理論提供了強有力的證據,并為進一步研究黑洞的性質、引力實體學和宇宙學提供了重要的基礎。

天文學家們根據人馬座A*的情況推測:所有星系都有這樣一個超巨黑洞,其品質約為整個星系總品質的0.5%,吸引着星系内的恒星轉動。

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

結語

銀河系中心最亮的部分是一個超大品質黑洞——人馬座A*。它的存在和引力影響解釋了為何大量恒星都在圍繞它旋轉。通過對人馬座A的研究,我們不僅可以深入了解黑洞的性質和行為,還可以揭示銀河系中心的演化曆史和宇宙的奧秘。

在宇宙的浩瀚中,我們不過是微不足道的存在,但正是這種渺小讓我們更加珍惜和敬畏宇宙的壯麗和神秘。我們的探索精神驅使着我們去突破自身的限制,去追尋更廣闊的知識和智慧。每一位科學家、天文學家和探索者都在不懈努力地探索宇宙的奧秘,試圖揭開宇宙大千世界的面紗。

或許,宇宙對我們來說是一個超強的黑洞,它束縛着我們無法逃離。但正是這種束縛激發了我們内心的勇氣和求知的欲望。我們将繼續前行,繼續追尋星辰大海的奧秘,用我們的智慧和勇氣去征服宇宙的未知領域

銀河系中心是什麼?為何這麼亮,周圍2000億顆恒星都在繞它轉動?

最後,由于平台規則,隻有當您跟我有更多互動的時候,才會被認定為鐵粉。如果您喜歡我的文章,可以點個“關注”,成為鐵粉後能第一時間收到文章推送。

繼續閱讀