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銀河系形成原因

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銀河系形成原因

  銀河系是包含我們太陽系的星系,以裸眼觀看無法分辨出個別的恒星。形成銀河系的因素有哪些呢?以下是由學習啦小編整理關于銀河系怎么形成的的內(nèi)容,希望大家喜歡!

  銀河系形成的原因

  銀河系是太陽系所在的恒星系統(tǒng),包括1500~4000億顆恒星和大量的星團、星云,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃,黑洞,它的可見總質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2100億倍。

  在銀河系里大多數(shù)的恒星集中在一個扁球狀的空間范圍內(nèi),扁球的形狀好像鐵餅。

  扁球體中間突出的部分叫“核球”,半徑約為7,000光年。核球的中部叫“銀核”,四周叫“銀盤”。在銀盤外面有一個更大的球狀區(qū)域,那里恒星少,密度小,被稱為“銀暈”,直徑為7萬光年。

  過去銀河系被認為與仙女座星系一樣是一個旋渦星系,但最新的研究表明銀河系應該是一個棒旋星系。

  銀河系的物質(zhì)約90%集中在恒星內(nèi)。

  恒星的種類繁多,按照物理性質(zhì)、化學組成、空間分布和運動特征,恒星可以分為五個星族。最年輕的極端星族Ⅰ恒星主要分布在銀盤里的旋臂上;最年老的極端星族Ⅱ恒星則主要分布在銀暈里。

  恒星常聚集成團。除了大量的雙星外,銀河系里已發(fā)現(xiàn)了一千多個星團。

  銀河系里還有氣體和塵埃,其含量約占銀河系總質(zhì)量的10%,氣體和塵埃的分布不均勻,有的聚集為星云,有的則散布在星際空間。

  20世紀60年代以來,發(fā)現(xiàn)了大量的星際分子,如一氧化碳、水等。

  分子云是恒星形成的主要場所。銀河系核心部分,即銀心或銀核,是一個很特別的地方。

  它發(fā)出很強的射電輻射、紅外輻射、X射線輻射和γ射線輻射,性質(zhì)尚不清楚,那里可能有一個巨型黑洞,據(jù)估計其質(zhì)量可能達到太陽質(zhì)量的250萬倍。

  1971年英國天文學家林登·貝爾和馬丁·內(nèi)斯曾分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測和其他性質(zhì),指出銀河系中心的能源應是一個黑洞,并預言如果他們的假說正確,在銀河系中心應可觀測到一個尺度很小的發(fā)出射電輻射的源,并且這種輻射的性質(zhì)應與人們在地面同步加速器中觀測到的輻射性質(zhì)一樣。三年以后,這樣的一個輻射源果然被發(fā)現(xiàn)了,這就是人馬座A。

  人馬座A有極小的尺度,只相當于普通恒星的大小,發(fā)出的射電輻射強度為2*10(34次方)爾格/秒,它位于銀河系動力學中心的0.2光年以內(nèi)。它的周圍有速度高達300千米/秒的運動電離氣體,也有很強的紅外輻射源。已知所有的恒星級天體的活動都無法解釋人馬A的奇異特性,因此,人馬A似乎是大質(zhì)量黑洞的最佳候選者。但是由于當前對大質(zhì)量的黑洞還沒有結論性的證據(jù),所以天文學家們謹慎地避免用結論性的語言提到大質(zhì)量的黑洞。我們的銀河系大約包含兩千億顆星體,其中恒星大約1,000億顆,太陽就是其中典型的一顆。銀河系是一個相當大的棒旋星系,它由三部分組成,包括包含旋臂的銀盤,中央突起的銀心和暈輪部分。

  旋渦星系M83,它的大小和形狀都很類似于我們的銀河系。銀盤外面是由稀疏的恒星和星際物質(zhì)組成的球狀體,稱為暈輪,直徑約10萬光年。

  銀河系也有自轉。太陽系以250千米/秒速度圍繞銀河中心旋轉,旋轉一周約2.2億年。銀河系有兩個伴星系:大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。

  天文學家瑪麗亞·格曼認為通過對銀河系恒星集群盤面的研究表明,銀河系內(nèi)圍的恒星集群年齡較大,而外圍的恒星則更加年輕,可以推測銀河系的形成過程從內(nèi)部開始,后來逐漸演化到10萬光年以上的直徑。科學家稱本次調(diào)查還發(fā)現(xiàn)新的證據(jù),銀河系在成長過程中還吞并了許多小星系,來自其他星系的天體匯入了銀河系的內(nèi)部。曾經(jīng)史蒂芬·霍金聲稱自己的觀測表明銀河系中心是一個巨大的黑洞。

  銀河系天體的結構

  銀河系物質(zhì)的主要部分組成一個薄薄的圓盤,叫做銀盤。銀盤中心隆起的近似于球形的部分叫做核球,在核球區(qū)域恒星高度密集。核球中心有一個很小的致密區(qū),叫做銀核。銀盤外面是一個范圍更大,近于球形的區(qū)域,其中物質(zhì)密度比銀盤中低得多,叫做銀暈。銀暈外面還有銀冕,它的物質(zhì)分布大致也呈球形。

  2005年,銀河系旋臂的結構被觀測到。銀河系按哈勃分類應該是一個巨大的棒旋星系SBc(旋臂寬松的棒旋星系),總質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.6萬億-3萬億倍,有大約1,000億顆恒星。

  從80年代開始,天文學家懷疑銀河系是一個棒旋星系而不是一個普通的旋渦星系。2005年,斯必澤空間望遠鏡證實了這項懷疑,還確認了在銀河核心的棒狀結構比預期的還大。

  銀河的盤面估計直徑為9.8萬光年,太陽至銀河中心的距離大約是2.6萬光年,盤面在中心向外凸起。

  銀河的中心有巨大的質(zhì)量和緊密的結構,因此懷疑它有超大質(zhì)量黑洞,因為已經(jīng)有許多星系被相信有超大質(zhì)量的黑洞在核心。

  就像許多典型的星系一樣,環(huán)繞銀河系中心的天體,在軌道上的速度并不由與中心的距離和銀河質(zhì)量的分布來決定。在離開了核心凸起或是在外圍,恒星的典型速度在210~240千米/秒之間。因此這些恒星繞行銀河的周期只與軌道的長度有關。這與太陽系不同,在太陽系,距離不同就有不同的軌道速度對應。

  銀河的棒狀結構長約2.7萬光年,以44±10度的角度橫亙在太陽與銀河中心之間,它主要由紅色的恒星組成,大多是老年的恒星。

  被推論與觀察到的銀河旋臂結構的每一條旋臂都給予一個數(shù)字對應(像所有旋渦星系的旋臂),大約可以分出一百段。有四條主要的旋臂起源于銀河的核心,包括:

  2 and 8 - 三千秒差距臂和英仙座旋臂。

  3 and 7 - 矩尺座旋臂和天鵝座旋臂(與最近發(fā)現(xiàn)的延伸在一起 - 6)。

  4 and 10 -南十字座旋臂和盾牌座旋臂。

  5 and 9 -船底座旋臂和人馬座旋臂。

  還有兩個小旋臂或分支,包括:

  11 -獵戶座旋臂(包含太陽和太陽系在內(nèi)- 12)。

  最新研究發(fā)現(xiàn)銀河系可能只有兩條主要旋臂——人馬座旋臂和矩尺座旋臂,其絕大部分是氣體,只有少量恒星點綴其中。

  谷德帶(本星團)是從獵戶臂一端伸展出去的一條亮星集中的帶,主要成員是B2~B5型星,也有一些O型星、彌漫星云和幾個星協(xié),最靠近的OB星協(xié)是天蝎-半人馬星協(xié),距離太陽大約四百光年。

  在主要的旋臂外側是外環(huán)或稱為麒麟座環(huán),是由天文學家布賴恩·顏尼(Brian Yanny)和韓第·周·紐柏格(Heidi Jo Newberg)提出的,是環(huán)繞在銀河系外由恒星組成的環(huán),其中包括在數(shù)十億年前與其他星系作用誕生的恒星和氣體。

  銀河的盤面被一個球狀的銀暈包圍著,直徑25萬~40萬光年。由于盤面上的氣體和塵埃會吸收部分波長的電磁波,所以銀暈的組成結構還不清楚。盤面(特別是旋臂)是恒星誕生的活躍區(qū)域,但是銀暈中沒有這些活動,疏散星團也主要出現(xiàn)于盤面上。

  一般認為,銀河系中的恒星多為雙星或聚星。2006年新的發(fā)現(xiàn)認為,銀河系的主序星中2/3都是單星。 銀河系中大部分的物質(zhì)是暗物質(zhì),形成的暗銀暈有0.6萬億~3萬億個太陽質(zhì)量,以銀核為中心聚集著。

  新的發(fā)現(xiàn)使我們對銀河結構與維度的認識有所增加,比先前由仙女座星系(M31)的盤面所獲得的更多。新發(fā)現(xiàn)的證據(jù)證實外環(huán)是由天鵝座旋臂延伸出去的,明確支持銀河盤面向外延伸的可能性。人馬座矮橢球星系的發(fā)現(xiàn)與在環(huán)繞著銀極的軌道上的星系碎片,說明了它因為與銀河的交互作用而被扯碎。同樣的,大犬座矮星系也因為與銀河的交互作用,使得殘骸在盤面上環(huán)繞著銀河。

  2006年1月9日,Mario Juric和普林斯頓大學的一些人宣布,史隆數(shù)位巡天在北半球的天空中發(fā)現(xiàn)一片巨大的云氣結構(橫跨約五千個滿月大小的區(qū)域)位于銀河之內(nèi),但似乎不合于當前所有的銀河模型。他將一些恒星匯聚在垂直于旋臂所在盤面的垂直線,可能的解釋是小的矮星系與銀河合并的結果。這個結構位于室女座的方向上,距離約三萬光年,暫時被稱為室女座恒星噴流。

  在2006年5月9日,Daniel Zucker和Vasily Belokurov宣布史隆數(shù)位巡天在獵犬座和牧夫座又發(fā)現(xiàn)了兩個矮星系。
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2027013