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银河系十大谜团:未来与仙女座“相撞”?

2018年1月28日17:45 环球解密

    观测合成图:银河系中心的一对“费米泡”(伽玛射线泡),如太空中两个异常明亮的灯泡。(NASA/Goddard 太空飞行中心)


    银河系是天空中最受人们关注的星系。虽然地球位于银河系之内,人类的最大最好望远镜时刻在观测系内的各种星体,但是这座无比壮观的宇宙天体仍然充满未解之谜。

    夜空中,如果没有光污染的话,人们会看清更多闪烁的星体形成的带状银河。

    但是,无论我们的眼力多好,都不能看到星系尘埃遮挡的星星。《国家地理》杂志近日报道,银河系有十大未解之谜有待进一步探索。

    “大灯泡”

    又称“费米泡”,为2010年发现的两个巨大高能量射线泡,其中三分之二成分是伽玛射线,这些射线的发射速度达到每小时320万公里。

    从银河系侧面看,“费米泡”在银河系中心上下对称分布,像安在那里的两颗明亮灯泡,每个灯泡的长径达3万光年。

    科学家至今无法判断这些强大伽玛射线的具体来源,即为什么突然出现数量如此庞大的高能量伽玛射线。

    费米望远镜拍摄的银河系图像(红色框为银河系;黄色圆圈为费米泡)(NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)

    成群氢气泡飞出银河中心

    美国国家科学基金会的绿堤射电望远镜(Green Bank Telescope)发现,成群结队的氢气泡从银河系中心飞出,时速为100万公里。

    这些飞向银河系外空间的气泡数量超过一百个,在银河系的上下分布范围分别达5000光年。

    飞出银河系的氢气泡。(NSF、S. Brunier; Design &; Illustration: P. Vosteen (CC BY-ND))

    绿堤望远镜网站1月10日报道说,科学家虽然看到这些气泡以惊人的速度从星系中心飞出,但是不知道确切的原因,无法判断那些泡是沉积还是离子化的结果。

    暗物质晕圈

    50年前,科学家发现银河系被暗物质包绕。这些暗物质在银河系周围形成一个“晕圈”。

    但是,具体原因至今为谜。

    包绕银河系的蓝色球形对称光晕(需要仔细观察)即为暗物质。(NASA)

    被远古星团包绕

    银河系被至少150个古老星团包绕。星团,即恒星集中的空间。这些星团含有数以万计的星体,其年龄几乎与宇宙相当。

    其中大部分是“隐身”的,只有大小麦哲伦星团能在南部天空观测到。

    “薄如纸”

    银河系是个扁扁的螺旋星系,像一张纸一样薄。因为银河系的直径为10万光年,但是其厚度进为1000光年,这个比例为100:1,如同一张纸。

    为什么是这种结构特点?

    银河系侧面关,除了星系中心稍厚之外,其余部分相比于其横径非常薄。星系中心可见X形结构。(NASA/JPL-Caltech/D.Lang)

    地球仅过了18个“银河年”

    这是说,太阳系以时速大约80万公里围绕银河系旋转,就像地球围绕太阳旋转那样。但是,太阳系需要2.5亿年才能围绕银河一周,也就是过一个“银河年”。

    按照地球有45亿年历史计算,太阳系仅围绕银河系转了18周,也就是18个“银河年”。可见银河系之庞大。

    太阳系在银河系中的位置。(NASA/Adler/U. Chicago/Wesleyan/JPL-Caltech)

    恒星数量之谜

    目前,科学家无法确切知道银河系到底有多少颗恒星,更谈不上具体包括行星在内的所有星体的数量有多少。

    因为银河系的星体太多,一个个的观测和计数是不可能的,因此只能用“称重法”或“光度法”估算。

    即使是估算,也无法得知大致的恒星数量,3000亿颗?4000亿颗?……

    这不是沙子,而是银河系中的恒星。(澳大利亚国立大学视频截图)

    吞噬周围星系

    近年来,科学家发现银河系将其周围的小星系吞噬,至少吞噬了11座。其残余物为河流一样的尘埃云,被称为“星流”。

    超级黑洞

    科学家检测到银河系中心发出极为强大的射线束及无线电波等,因此推测那里有一颗超级黑洞。

    这颗黑洞和银河系的演化息息相关,也就是说,超级黑洞和银河系的命运有关,但是至今科学家无法直接看到这颗黑洞的真实形象。

    钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)拍摄的银河系中心巨大黑洞部位发出的X射线图像。(NASA)

    未来与仙女座“相撞”?

    说是碰撞,其实是星系之间的交汇融合,而不是真正的撞击。

    科学家发现,银河系与其最近的星系“仙女座”相向运动,速度为每小时40万公里。

    虽说是近邻,两座星系也相距250万光年,距离之遥远难以想象。我们可用时间来衡量一下。这两座星系需要等到40亿年之后,才能相互碰撞。

    这么久远的时间,其间是不是会发生其他宇宙大事?

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