導語
中國古代的天文學家通過對天文現象的觀察,為後人留下了許多珍貴的文獻。
在《黃帝内經》記載:“黃帝問于太乙曰:五行屬天,天何在?”
太乙作答說:“天在高焉,天有圓終、星坐,圓終何在?”
太乙講解說:“在空中。”
在當時的了解中,宇宙由日,月和衆星組成的天球構成。
天球環繞地球不停轉動,星辰則是天空中移動的“點點”。
然而在移動的過程中,古人卻發現這些點點并非都是同心圓,有一些星坐的軌迹“偏離”了天球。
這些“星,圓終偏離”的情況則被古人稱為“異象”。
而這些異象往往是古人發現天文知識相對較為珍貴的一種方式。
而且古人所能觀測到的天文知識,遠不及今人深刻。
如今的天文觀測所得到的很多資訊,假使放在古人的眼前,他們一定會被吓到。
1、暗物質和暗能量。
宇宙中的暗物質和暗能量,不同于我們熟悉的能和物質,其占據着宇宙中品質和能量的95%。
然而迄今為止,暗物質和暗能量的性質,科學界仍是一片迷茫。
暗物質和暗能量的存在,是基于宇宙所表現出的一系列相關實體現象。
科學家對于暗物質和暗能量的研究,将有望改變人類對宇宙起源和宇宙發展的認知。
這也是許多天文學家和實體學家,對暗物質和暗能量如此感興趣的原因。
暗物質和暗能量的存在,對于宇宙起源和演化有着深遠影響,甚至可能是神秘力的加入,改變我們對宇宙的了解。
暗物質并非是由電子、質子、中子等粒子組成,和我們熟悉的物質有很多差別。
暗物質具有一種特殊的特征,那就是不和光發生作用。
科學家至今也并未從宇宙塵埃中直接捕獲到暗物質。
暗能量的探索研究起來則更為困難。
在1929年美國天文學家哈勃通過觀測,發現了膨脹宇宙的現象,這也為宇宙大爆炸假說提供了證據。
根據這一發現,當時有許多科學家為了解釋這一現象,引入了一種新的“暗物質”來解釋熟素和物質的作用。
暗物質在星系的形成和演化過程中起着重要作用。
在星系圍繞的中心黑洞轉動的時候,暗物質會産生引力場,使恒星圍繞黑洞更為穩定。
對于暗物質的研究,大體上有以下兩種觀點:
一種認為暗物質由一種新的粒子組成,其品質大小在10^-23電子伏特以上。
還有一種則認為暗物質由一類奇異的誇克組成。
在暗能量方面,它和暗物質不同,暗能量是一種反重力的物質。
暗能量的存在,是在1998年由美國兩名實體學家通過觀測超新星,發現宇宙膨脹加速的象。
對此,科學家們将其歸于“宇宙學常數”,也被稱為暗能量。
但是暗能量到底是什麼?它的性質如何?人們卻一無所知。
暗物質和暗能量從字面意思上來看,它們似乎互相獨立。
但是在宇宙中,它們卻發揮着至關重要的作用。
暗物質主要通過重力作用産生影響,而暗能量則産生反重力的作用。
在星系的演化過程中,暗物質和暗能量的作用不言而喻,可以說它們倆是一對“神奇的搭檔”。
在當今的天文界,很少有科學家能夠指望能揭開暗物質和暗能量的神秘面紗。
然而科學家卻不斷通過各種觀察和研究,努力距離探索更近一點。
2、獨特的星系。
在NGC 1277中,暗物質所占的比例比較少,研究人員測算,它的暗物質比例隻有3%。
在宇宙中幾乎不存在暗物質的星系是極為罕見的。
在天文領域中,這被稱為“暗物質衛星”。
而NGC 1277就是這樣一個奇特的星系,它的暗物質占比極少。
一般來說,暗物質所占據比例比較高的星系,其暗物質可以比恒星和星系互相作用融合的氣體品質多出許多倍。
而在NGC 1277中,幾乎沒有暗物質,研究人員将其暗物質比例定為3%,比例極為低。
在星系的理論中,它的暗物質比例很低,它的氣體和恒星都很容易受到外部的影響,甚至在星系之間産生撞擊。
而且它的暗物質比例很低,恒星在圍繞中心轉動的過程中,不會受到額外的引力,反而會開啟向外散發的可能。
在目前宇宙開普勒望遠鏡的觀測中,研究人員發現NGC 1277中有一顆超大品質黑洞,其品質大小為2.17x10^10個太陽品質。
而NGC 1277的暗物質品質大小為7.5x10^11個太陽品質,超大品質黑洞和暗物質品質之間的比例為3%。
研究人員根據這一比例推算出,超大品質黑洞所占的比例為59%,而星系中所有恒星和氣體的品質則為41%。
這一比例和NGC 1277的暗物質比例吻合,也證明了NGC 1277的暗物質衛星獨特性。
在NGC 1277中,恒星的品質約占整個星系的品質的60%,是以恒星不需要暗物質的額外引力,就能穩定的繞着中心圍繞距離為1.2光年的超大品質黑洞公轉。
這個距離和地球到太陽的距離相差無幾,研究人員認為,NGC 1277内的恒星穩定的繞着中心的超大品質黑洞轉,和超大品質黑洞的存在息息相關。
正是超大品質黑洞産生的碰撞,撕裂和吞食周圍恒星和氣體,使周圍的恒星産生彈射反應,使它們的運動速度慢慢變快,最終形成穩定的星系。
有研究人員認為,NGC 1277周圍的其他伴星曾經從它的身上汲取過品質,這也導緻了NGC 1277幾乎沒有暗物質的現象。
在NGC 1277中,恒星的品質所占的比例相對較高,這個數值在星系中是獨特的。
研究人員在進行觀測研究的過程中,還發現了NGC 1277的一大特點,那就是這顆星系中的恒星的年齡都是相同的,大約為1.1億年。
伴随着超大品質黑洞的不斷吞食,這可能成為它們最後的落腳點,也可能最終消散在地球的光迹之外。
3、暗能量在星系演化中的作用。
除了暗物質,暗能量在星系的演化過程同樣扮演着重要的角色。
在宇宙大爆炸之後,宇宙中的氣體會因為引力作用産生聚集,直到形成恒星,星系和星系團等宇宙結構。
在這一過程中,氣體會和暗物質産生作用,而宇宙中的暗能量所占比例高達70%,其作用更為明顯。
在氣體和暗物質結合而成的星系之間,超大品質黑洞的引力會使氣體流向星系中心,并被吞噬。
而這一現象隻能在普通物質起作用的太陽系中觀察到,而在宇宙中則鮮有發現,這也從側面證明,宇宙大部分都是由暗物質構成的。
研究人員也注意到,NGC 1277中的超大品質黑洞和周圍的氣體和暗物質之間,有一種緊密關系。
在星系的互相作用過程中,其所受到的引力、撞擊、融合等一系列實體過程,對星系中的物質形态和消耗,産生重大影響。
而這些過程也是研究星系學的重要内容。
其實這不僅僅出現在NGC 1277,天文學對于星系的研究認識也在不斷發展。
在星系互相作用的過程中,暗物質和暗能量所占比例更大,這也對于星系光度的形成有重要影響。
在NGC 1277中,其所處的環境和尋常星系相似,是以研究人員認為,暗物質和暗能量同樣在星系的形成過程中産生重要影響。
結語
暗物質和暗能量,是在天文學研究的曆程中所産生的一種新的物質态。
這些物質程現象的存在,将改變人類對宇宙的認知,對人類未來探知宇宙有着重大意義。
NGC 1277中存在的異常現象,有助于研究人員對暗物質和暗能量的性質進行研究而有所發現。