恒星系(宇宙中最大的天体系统之一)
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更新时间:2023-05-24
恒星系
宇宙中最大的天体系统之一
概述
距地球848光年的年轻恒星系
星系的演化
按照宇宙大爆炸理论,第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年。在宇宙诞生的最初瞬间,有一次原始能量的爆发。随着宇宙的膨胀和冷却,引力开始发挥作用,然后,幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段。原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨也从微观尺度急剧放大,从而形成了一些“沟”,星系团就是沿着这些“沟”形成的。
恒星系
大爆炸发生过后十亿年,氢云和氦云开始在引力作用下集结成团。随着云团的成长,初生的星系即原星系开始形成。那时的宇宙较小,各个原星系之间靠得比较近,因此相互作用很强。于是,在较稀薄较大的云中凝聚出一些较小的云,而其余部分则被邻近的云所吞并。
星系的分类
旋涡星系
外形呈旋涡结构,有明显的核心,核心呈透镜形,核心球外是一个薄薄的圆盘,有几条旋臂,在旋涡星系中有一类的核心不是球形,而是棒状,旋臂从棒的两端生出,称为棒旋星系。旋涡星系的代号为S型,棒旋星系的记为SB型。旋涡星系也好,棒旋星系也好一般都在S或SB后面另加a、b、c等英文字母,用来表示旋臂的出松紧程度,a表示最紧,c表示最松。
不规则星系
黄色双恒星系
银河系
恒星系
河外星系
它们是与银河系类似的天体系统,距离都超出了银河系的范围,因此称它们为“河外星系”。仙女座星系就是位于仙女座的一个河外星系。河外星系与银河系一样,也是由大量的恒星、星团、星云和星际物质组成。我们观测到的星系有10亿个之多。
宇宙的诞生
人类目前技术手段可观测到的宇宙,其范围大约有430多亿光年。可视的宇宙由超过1千亿个星系组成。地球是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?宇宙暴涨模型认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度极高、密度极大的奇点。在138亿年前,奇点发生各向同性爆炸。
宇宙原始大爆炸后10的负38次方秒内,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要
形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙,相当于天文学中的“总星系”。2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。
词源考察在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。
在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc,在德语中叫kosmos,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。宇宙观念的发展宇宙结构观念的发展远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央
恒星系数量
综述
宇宙中有无数个恒星系,每一个恒星系包含着无数颗恒星。那么,有多少颗恒星拥有自己的行星呢?在这些行星中又有多少具备构成生命所必需的元素及生命存在所必需的环境呢?
行星广布
生命并不是行星间共有的,而是行星形成时自然而然产生的。1995年,在环绕佩加西—51号星的轨道上发现了一个巨大星体,之后又发现了24颗围绕不同恒星运转的大行星,其中有些比木
恒星系
生命要素
人类已经掌握了许多行星系的丰富资料,因而可以设想,在已知的行星中,一定会有体积大小与地球相似的行星存在。但是,这些行星是否拥有“生命要素”呢?正如我们所知,生命要存在,就要有形成生命以及维持生命所必需的化合物,而且还得有特定的环境使它们可以组合,从而为生命起源奠定基础。起初,在宇宙间只存在氢和氦。形成生命所必需的化合物中的重元素,如碳、氮、磷、氧以及硫都是在恒星不断产生和毁灭的循环中产生的。这一循环或许以百万到10亿年为一个周期。只有经历若干代恒星的生死循环之后,才有可能形成拥有生命的行星。环顾银河系和整个宇宙,可以发现生命所需的各种元素最初是均匀分布的,已知星体内到处不停地发生着复杂的有机化学反应。由双原子形成的化合物多种多样,随着分子中原子种类的不断增加,碳、氢、氧及氮形成的化合物在有机化合物中逐渐占据了支配地位,以致在所有原子种类大于或等于7的化合物中不再有其他元素存在。结构更加复杂的含碳化合物包括从氨基酸(如甘氨酸)到多环芳香族碳氢化合物这类耐高温、耐腐蚀的复杂化合物。在早期的地球上,留有慧星、小行星与它猛烈碰撞产生的痕迹。
生命的奥秘
恒星系
生命易乎
在地球上,生命的形成是非常迅速的。地球形成后的激烈震荡大约在39亿年前才结束。只有当这种震荡减弱之后,地球上才有可能形成海洋,并一直保有它。4亿年过去后,地球上出现了微生物群落。化学家们认为,构成生命所必需的复杂化合物是如此稳定,在几千万年内形成生命一定不是难事。当你抬头欣赏夜晚的天空时,你所看到的星星距离地球大多在80光年以内。大多数恒星燃烧得太亮或是运行得太快,使得液态水无法在它的行星表面长期存在。除去那些即生即灭的恒星,在80光年半径内还有近1000颗稳定的星体,如果在类似地球的星体上存在生命的可能性达到1/1000,那么我们就一定会有“芳邻”。让我们努力去寻找并拜访他们的家园吧!
新浪科技讯北京消息,据国外媒体报道,美国的天文学家称,他们利用美国宇航局的“Spitzer”太空望远镜,在距球848光年处发现了一个非常年轻的小型恒星系。这对于揭开宇宙的形成奥秘具有重要参考意义。
美国哈佛-史密松天体物理中心科学家罗伯特-古特姆斯说:“我们首次利用美国宇航局的Spitzer太空望远镜观测到了这个年轻的恒星群的图像,它们真是太令人惊异了。由于这些恒星完全被云层中厚厚的尘埃所遮掩,因此我们观测不到它们的可见光波长。”鉴于这个新发现的星团位于巨蛇座南部,研究人员将其取名为“巨蛇座南”。
在“Spitzer”太空望远镜拍摄到的照片中,“巨蛇座南”恒星看上去像是绿色、黄色和橙色的斑点,位于贯穿图片中部的一条黑色的上方。这条黑线是狭长而浓密的宇宙尘埃和气,它正不断收缩,以形成恒星。跟雨滴的形成原理一样,恒星也是在厚厚的宇宙云层崩塌后才形成的。绿色代表热氢气。当高速气流从年轻的恒星中喷射而出,并与周围云层中的冷气猛烈碰撞后,就会形成这种可被“Spitzer”太空望远镜观测到的氢气“指纹”。背景中的红色丝状物是被称为“多环芳烃”的有机分子,一旦邻近的恒星形成区W40发出恒星辐射,就会激发出“多环芳烃”。在地球上,“多环芳烃”存在于烧焦的烧烤架和乌黑的汽车排气中。
多年来,天文学家们一直在就恒星大家庭中各成员之间的相互关系问题争论不休。一些天文学家们怀疑,恒星们可能是“兄弟姐妹关系”,同时由同一气体和尘埃团“父母”所生。然而,另一些科学家们则怀疑,这个恒星家庭成员之间可能是“收养关系”,也就是说,恒星们是在某一时期一小批一小批诞生的,最后这些小恒星群“相互结合”形成了一个大块的恒星团。不久,科学家们将开展一项名为“古德带调查”的研究工作,对距离地球1600光年以内的所有恒星形成区进行分析,以揭开恒星家庭成员关系之谜。
参考资料
[1]
美科学家观测到848光年外年轻恒星系 · 新浪网[引用日期2013-05-05]