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探索星系神秘的世界(多图)
 
仙女星系。
漩涡星系M51(左)和矮星系NGC5195(右)。
当规模差不多的星系发生碰撞时,形成椭圆星系,吸收了小的星系而长大的星系,变成漩涡星系。
星系的规模大小不等。

【人民报消息】(人民报记者毕馨晟综合报导)2015年10月,美国国家航空航天局(NASA)与欧洲航天局(ESA)使用哈勃太空望远镜,在引力透镜效应下拍摄到了一组大幅星系图像样本,这是迄今为止宇宙中出现最早也最为模糊的星系,其中有些在宇宙大爆炸后6亿年就已形成。 这一发现,再次引燃了人们对星系的研究热情。星系是什么样的天体?星系的种类有多少?星系互相碰撞会怎样?让我们一起进入星系神秘的世界。 何为星系? 也许你会有这样的疑问,什么是星系?用我们的肉眼来看,星系就是无数的恒星和漂浮在恒星之间的气体和尘埃等「星际物质」,还有未知的「暗物质」等,由于引力而聚集在一起形成的天体。星系的规模大小不等,从100万颗左右的恒星组成的小星系,到100万亿颗左右的恒星组成的巨大星系都有。并且,人们认为几乎所有的恒星都拥有多个行星。我们所在的银河系是由2000亿~4000亿颗恒星组成的,属于星系中最最普通的漩涡星系。 漩涡星系的结构就像一个煎鸡蛋。相当于蛋白的是「星系盘」(galactic disc),中央较厚的相当于蛋黄的是「星系核球」(galactic bulge)。并且,「星系盘」中有「旋臂」结构存在。 「星系盘」的外侧,有一层包住中心和圆盘的、大致是球形的星系晕(galactic halo)。星系晕中有「球状星团」和不属于任何星团的恒星(星系晕星),以及暗物质等。所谓的球状星团,是几万到几百万个恒星构成的球状物,其特征是︰年老的恒星居多。 那么,宇宙中有多少个星系呢?因为宇宙有多大尚不明了,所以整个宇宙中有多少星系也不得而知。但是,人们认为,现在能够用望远镜等观测到的宇宙范围内,约有1000亿个星系存在。 这些星系并非均匀地分布在宇宙空间中。有由100个以上的明亮星系构成的「星系团」、也有规模较小的「星系群」等集团。要是从几亿光年以上的尺度来看,有的区域星系密集,有的区域没有星系。这称为「宇宙的大尺度结构」。 星系种类知多少? 美国天文学家埃德温.哈勃(Edwin Hubble,1889~1953),用当时最先进的望远镜,发现了各种各样的星系。他在1926年提出了星系分类的标准︰由漩涡状旋臂构成了星系盘的漩涡星系,近似于球形的椭圆星系,以及不属于这两类的不规则星系。 在有的漩涡星系中,中央的星系核球呈棒状结构,这样的星系被特称为棒旋星系。我们所在的银河系中也发现有棒旋星系,漩涡星系的圆盘部份向同一个方向转动。 椭圆星系是恒星聚集成的近似于球形的星系。椭圆星系不像漩涡星系那样朝同一个方向转动,其特征是每颗星的运动都有很大的随机性。漩涡星系和不规则星系发生大规模碰撞时,会产生椭圆星系。 典型的不规则星系的例子是如云状分布在南半球夜空中的「大麦云」(Large Magellanic Cloud)和「小麦云」(Small Magellanic Cloud)。这两个星系既不像椭圆星系那样呈椭球状,也不像漩涡星系那样有旋臂,所以不能划入这两类。 多个星系碰撞、合并过程中的星系,不包括在这3种主要的星系类型之中,这样的星系属于「特殊星系」类。星系碰撞时,引力互相影响,变成复杂的形状。 星系的形状是如何变化的? 科学家无法明确星系形状形成的背后原因。不但现在不可能知道,永远也不可能知道。 2013年8月,NASA把用哈勃太空望远镜拍摄的1670个星系,按照大小和形状进行了分类。结果显示,110亿年前的星系都比现代的星系小,但是漩涡星系和椭圆星系都已经存在了。 星系互相碰撞会怎样? 研究发现,距离银河系250万光年之遥的仙女星系正以100千米/秒以上的速度向银河系逼近,在未来的某一天,这两个星系将不可避免地相撞吗?不知道,这要看两个星系是好还是变坏。如果一直很好,就不可能相撞。 实际上,相对于星系的大小而言,它们在宇宙中的分布密度是比较高的,我们已经观测到许多处于碰撞状态中的星系。那么,星系碰撞后会怎样呢? 以仙女星系和银河系为例。当这两个大星系发生碰撞的时候,星系的形状发生巨大变化,新恒星的形成非常活跃。碰撞后,两个星系暂时分开,又因彼此的引力互相吸引,再次碰撞。这样,经过无数次碰撞之后,整个星系新恒星活跃形成,最终星际气体消耗殆尽,结果变成一个巨大的椭圆星系。如今,只有大约1%的星系正在发生碰撞。 小星系通过碰撞、合并而不断变大,形状也随之改变。位于星系群或星系团中的星系将合并为巨大的椭圆星系。同时,由于宇宙在加速膨胀,因此没有星系的空间(巨洞)持续变大,我们与远方星系的距离将会越来越大。 我们人类所看到的星系,还有许多疑问让人类好奇,但人类无论怎样努力也只能知道皮毛,而永远不能知道全貌。△

文章网址: http://www.renminbao.com/rmb/articles/2016/9/16/64216.html
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