2000亿颗恒星绕着转动,银河系中心到底是什么,为何如此“亮”?

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新科技17
2022-08-30 · TA获得超过5897个赞
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在曾经,“无知”的人类误以为自己是“世界”之主, 神创造了人类,人类便生活在世界的中心,日月星辰都围绕着我们而旋转。

直到人类开始研究科学,大量的实际数据彻底击碎了我们过去的观念, 不仅仅打破了人类世代以来编制的美梦,告诉了我们人是进化的产物,而非是神创,还为我们塑造更加庞大神秘的宇宙框架。


我们这才明白, 原来人类所在的地球根本不是所谓的“世界中心”,地球几十亿年来如一日地围绕着太阳旋转, 甚至稍微偏转角度,或者向前向后一点距离,地表的生命都将受到巨大的影响,严重的话还可能因此而造成生物大灭绝。

事实上,就算是对于人类而言已经很浩大宽广的太阳系,其实也只是一个非常平凡普通的恒星系统, 比起银河系而言,太阳甚至可以说是在一片汪洋中的一点砂砾,丝毫不起眼。


根据科学家们的常年观测和研究,他们发现银河系的中心是一个非常明亮的球状, 这个“银心”到底是什么呢?

要想知道银心是什么,我们都先需要来简单了解一下银河系, 当然,现代 社会 下想必很多人都已经完全知道银河系是什么样子的,如今我们只是稍微回顾一下。


银河系就如同一个巨大的椭圆形的盘面,其中有四条非常明显的主要旋臂, 而且还都比较对称,之间相隔的距离大概为4500光年,除了这四条大型旋臂以外,还要许多小一点的旋臂,常常出现分叉、合并、扭曲等等各异的形态。

我们所在的太阳严格来说不属于这四大主旋臂任何一条上,而是在两条主旋臂中间的猎户臂的内侧, 它的长度大概是20000光年,非常可能是从这两大主旋臂衍生出来的部分。


我们今天所要了解的银心,则是位于银河系的盘状平面和其自转轴的交点处, 直径大概是20000光年,厚度都能有10000光年,在其银道面上较为凸出。

同时,银心还可以说成是银河系的中心区域,位于人马座的方向, 太阳距离银心大概相隔32616光年,运行的方向与银河大概有着86 角度的偏离, 公转的轨道大概属于是偏椭圆的形状,却也会受到周围比如质量不均等因素的干扰。


根据科学家们观测, 太阳绕着银心公转一圈的时间需要2.25亿年到2.5亿年,轨道速度为每秒217千米, 按照太阳如今的年龄,它已然绕着银心旋转了20到25次。

在以前,人类很难观测到银心, 因为它与太阳系之间存在着大量的尘埃,人类看向银心的视线全然被拦住。


根据后来更先进的设备, 我们可以发现在银心13046.4光年外的地方有一条氢流膨胀臂,也就是以每秒53千米的速度从银心向外膨胀的旋臂, 大概含有1000万个太阳质量的中性氢,膨胀的方向正是太阳系。

正是因为这些物质的遮挡,早年人类很难利用光学望远镜看见银心, 直到发明出了射电望远镜和红外观测技术,我们才发现了银心的样子。


根据科学家们的观测,银心中其实还有一个强射电源,被叫做是人马座A*, 他们还在2002年宣布人马座A*是一个大质量致密体,质量大概是太阳的240万到280万倍,在后来甚至更改为太阳的431 38万倍或者是410 60万倍。

这种如此巨大集中的质量,很有可能是由于存在着超大质量的黑洞,再加上刚刚所说的银心不断向外喷砂的物质, 极大可能就是黑洞导致的,因此我们可以判断出,银河系中心必然有巨型黑洞。


如果银河内部真的存在着黑洞,那么又会出现另外一个问题—— 为什么银心会这么“亮”?

要知道在我们的认知当中,黑洞是连光线都无法逃逸的天体系统, 如果银心有一个巨型黑洞,那么它将会拉扯周围的所有天体,并将它们吞噬,还会“吃掉”附近的光线,直到它们消失。


但是令科学家们没有想到的是, 随着观测的不断深入,他们居然在银心发现了几十颗具有着非常明亮的光线的巨大恒星,体积大概是太阳的30到50倍,亮度更是超过了太阳的100倍。

根据这些存在于黑洞附近的恒星,科学家们认为, 黑洞周围在一定的范围外,围绕着它旋转的气态物质或许将会发展成为恒星。


在过去,科学们一直在对银河系中心的各个天体进行观测,分析它们的活动规律和状况, 而通过对一个叫做S2的恒星的追踪观测,科学家们证实了在S2的周围的确是有一个巨型黑洞。

因为S2质量比我们所在的太阳多了7倍,却一直在以每秒5000千米的速度进行公转, 要知道地球也才每秒236千米而已。


科学家们认为, 之所以S2会以如此快的速度进行15.2年一个周期的公转,正是因为它担心被附近的黑洞吸引“吃掉”, 所以才会提高速度,与黑洞的引力相抵抗。

而根据研究和计算, 这一个巨型黑洞的质量大概是太阳的430万倍。


同时, 科学家们还发现银心中心在3.26光年的空间中存在着大量的恒星,数量高达4200万颗, 密度非常高,达到了一立方光年的空间就有28.9万颗恒星的程度, 是银河系中密度最大的地方,甚至比我们所在的太阳系周围的密度多了7200万倍。

也正是因为这些恒星的密度极高,所以集中起来的亮度也很强烈, 如果我们与银心中间没有那些星际尘埃的遮挡,或许就能清楚地看见来自遥远银心的几千万颗恒星光芒,甚至或许将会比月球还要明亮。


科学家们曾经通过被放置在近地轨道的哈勃望远镜, 根据其中的天文设备拍摄到了银心的照片,也向人们展示了最真实清晰的银河系中心的模样。

我们可以看见, 银心散布着非常多大质量的恒星群, 这么多的恒星聚集在一起,形成了一片异常明亮的场景,几乎看不出黑黢黢的宇宙背景。


科学家们还认为,由于银河系中心的黑洞,它们会不断吞噬核心处的恒星, 并且在吞噬的期间也会因为分解而产生出巨大的能量,更会加剧银心的亮光, 使得它看起来越来越明亮。

之前我们也说过了, 银河系中心的黑洞质量大概是430万个太阳加起来的质量, 一般来说天体的质量越大,所具有的引力也就越强。


但是银河系中有着1000亿到4000亿颗恒星系统,就算是取中间值, 假设银河系只有2000亿颗恒星,整个银河系的重量也高达1万亿个太阳质量。

对比下来, 银心中的黑洞仅仅只有银河系的0.0005%左右, 却能牵制住如此庞大巨量的银河系恒星群,这是为什么呢?


可能很多人不知道为什么会有如此的疑问, 以太阳系作为例子,我们头顶的太阳质量是整个太阳系的99.86%, 这才吸引住了系内大大小小的天体,将它们牢牢地“囚禁”在一定的距离,而不会旋转着就跑走了。

银心“凭什么”可以用这么少的质量拉扯住银河系呢? 抱着这样的疑问,科学家们经过研究后, 认为可能聚集在银心中的恒星也有起到一定的作用, 是银心的黑洞,加上中心以及附近的恒星互相叠加后产生出来的效果。


换句话说, 就是黑洞吸引中心区域的恒星,再由这些恒星将周围的高密度恒星束缚住,后者的引力又牵制着更远的恒星, 一层一层的叠加模式下,也就使得银河系的框架越来越大,逐渐形成了现在的样子。

但是科学家们计算以后,发现其实就算是把黑洞和附近的层层恒星相加, 这种方法固然有着一定的作用,但是银河系实在是太庞大了,这点引力作用完全无法让银河系的恒星们“乖乖听话”。


或许靠内侧的恒星们会被束缚, 可是外侧的恒星必然不会受到太大的引力影响,它们将会随时挣脱,逃向远方。

后来,科学家们认为可能是银河系中存在的暗物质的作用。暗物质是宇宙中非常丰厚的物质,人类虽然无法直接观测到它的存在,却可以通过间接的方式估算出它, 这些暗物质或许就是维持着银河系整体框架结构的重要因素,也正是因为它们,银河系才能够以0.0005%的银心黑洞重量,将整个银河系“安排”妥当,而不会散架。


通过估算, 银河系的暗物质的质量应该是超过8000亿倍的太阳质量, 但是因为人类的 科技 还很有限,当前无法直接观测到这些神秘且重要的暗物质。

人类的 科技 发展时间其实还很短暂, 过去的时间我们受到封建主制度和宗教势力的压迫和限制,无法发展 科技 ,使得 社会 长期处在停滞的阶段。


从18世纪工业革命以来,一直到21世纪,也才短短300年的时间 ,而我们对于宇宙的 探索 更是短暂,宇宙之大远超人类所想,想要凭借目前几百年的 科技 去研究存在了138.2亿年的宇宙,这无疑是极其有难度的事情。

当然,有难度不代表着人类无法做到, 在未来 科技 的大力发展下,我们相信人类能够将任何的不可能变成有可能。

家漂素4
2023-05-02
知道答主
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地球所在的太阳系位于猎户座旋臂,距离银河系中央约3万光年,有着层层星云的阻隔,可见光透过来的就非常少。因此在地球上即便大气环境特别好又没有光污染,用肉眼也只能看到一条灰的发黑的带状结构,大口径光学望远镜可以看到更多的细节,比如哈勃望远镜可以看到银河系较中心位置的一些星空。银河系的中心到底是什么呢?为什么还会发光银河系的中心拥有一个超大质量黑洞“人马座A”以及众多个中小型黑洞,在银河系的核心区域,恒星密集且能量狂暴,受黑洞引力及暗物质影响,恒星环绕速度很快。所以我们在银河系的外围看那里,确实是很亮的。为什么认为有一个大黑洞?物质活动会辐射能量,X射线、伽马射线、红外线等,通过捕捉这些能量可以分析银河系中央的能量特点,并且可以观测到一些恒星的运动。我们所见的宇宙各种星系的绚丽图像,都是用这种方式观测并合成的,直接拿出一张原始观测图像或数据,没多少人能看懂。通过这种方式观测,可以知道银河系中央能量密度很高,恒星似乎也更密集一些,同时一些恒星运行速度可以达到5000公里每秒以上,结合现有理论推断,银河系中央就存在着质量超大的黑洞。而在银河中心凸出的部分存在着数量巨大的恒星,单个恒星的体积能达到太阳的几十倍甚至更多,发出的光亮能有太阳的上百倍乃至更多,它们聚集在一体爆发出巨大的能量和光亮,所以银河系中心有着巨大的光亮。我们看到银河系中心亮不是因为黑洞在发光,而是银河系中心区域的恒星密度远大于边缘,我们看到的是恒星发出的光,如果哪个恒星被黑洞吞并,我们就看不到它了。
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