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第156期  总第5530期  2017年12月19日  星期二
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银河系“人至中年” 地球将何去何从?
来源:本站原创 作者:admin 发布日期:2017-12-19 15:29:23

相信很多人都认为星系是永生不死的,其实这样的想法是非常片面的。因为星系和地球上的万物一样是有生有死的,而且都有着自己固定的生命。所以,我们所处的银河系也会有衰亡的那一天,地球也将会面临着生命的终结。现在的银河系已“人至中年”,地球未来将何去何从呢?

 

银河系多少岁了
 

宇宙标准模型认为,宇宙中所有的物质都是由138亿年前的一次大爆炸而来的。那时,所有物质被紧压在一个非常小、无限密度以及炽热的奇点上。奇点开始膨胀,代表宇宙的开始。
 

宇宙迅速地膨胀,并逐渐冷却下来,所有物质均匀地分布在宇宙中。在接下来的几十亿年间,那些密度较高的区域开始在引力的作用下相互吸引,形成密度更高的气体云和成块的物质。这些团块成为原始星系。原始星系中的氢分子气体在引力的作用下塌缩,形成恒星。
 

根据不同的条件,形成的星系千奇百怪,有一些比较小,成为矮星系;有的则比较大,形成我们熟悉的螺旋星系,比如银河系。一旦这些星系形成,它们会形成更大的结构,比如星系群、星系团和超星系团。随着时间的流逝,这些星系又会因为引力相互吸引,并最终相撞合并在一起。合并的结构取决于对撞中的星系质量。
 

位于德国慕尼黑的欧洲南天文台公布的观测结果显示,银河系的诞生只比宇宙稍晚,其年龄大概为136亿岁。天文学家通过对天蝎座南方距地球7200光年、名为NGC6397球状星团的观察,推算出了银河的年纪。该星团聚集了银河系中一些最古老的星体,其中有的已经有134亿岁了。而这些遥远的恒星很有可能还不是银河系最古老的星体,因为在这些星体上存在的一些化学物质不可能来源于宇宙诞生时的那次大爆炸,而应是在这之后的恒星爆炸中形成的。关于银河系中第一代星球是什么时候产生的,至今还无定论。
 

银河系成长史


大的星系会吞噬较小的星系,比如,天文学家就找到了银河系吞噬周围矮星系的证据。当周围的矮星系被卷入银河系时,细长的恒星流会被巨大的潮汐力从星系内拉出。几年前,天文学家就发现邻近的人马座矮星系有两股恒星流在银河系南半边被撕下。人马座矮星系曾是银河系最亮的星系之一,但是现在已经被巨大的潮汐力破坏并拉伸,剩下的部分位于银河系边缘。
 

父母会自豪地记下孩子的成长历程,而美国斯隆数字巡天项目的科学家有个更大的任务:记录银河系的成长。在佛罗里达州基西米召开的美国天文协会会议上,由德国马克斯·普朗克天文研究所梅丽莎·奈斯带领的团队,介绍了他们描绘的迄今第一份银河系“年龄图”。


如图所示,图中红点是形成于银河系年轻时期的恒星,它们已进入生命末期,而蓝点是近期形成的恒星。奈斯说:“我们推测,银河系是向外扩张而不断成长的。”

 

星系会走向灭亡吗
 

当我们说星系死亡,意味着它无法再产生任何新的恒星。星系如何丧失产生新恒星的能力一直是一个谜,天文学家提出了两个可能:要么是诞生新恒星所需要的气体被外部力量吸走,要么是内部机制阻断了新的气体流入,像窒息而亡。


为了解开谜团,天文学家通过追踪死亡星系里的金属含量,来探索星系是怎么死亡的。一个星系生成的恒星越多,金属含量就越高。如果外部力量迅速吸光星系里的气体,那么金属元素含量在死亡前后就会相等;而如果星系是因为气体供给被内部环境隔绝,那么金属元素含量就会继续升高,然后在气体全部耗光后戛然而止。
 

就一定的星体质量而言,死亡星系里的金属元素含量大大高于仍在产生恒星的同等质量星系,这样的情况跟窒息的情景一致。虽然知道星系死亡的原因,但对于什么是导致其窒息的罪魁祸首,天文学家仍然不知道。
 

地球何去何从
 

星系一旦耗尽了所有的气体,就会停止产生恒星。但是,如果有合并发生,就会保证提供更多的恒星、气体和尘埃,就可以延长星系的寿命。由于在银河系周边的矮星系以及仙女座星系可能会与银河系合并,我们的星系也许将会存在更久。
 

太阳系存在于银河系的边缘,正处于银河系的螺旋臂之上,如果银河系真的到了灭亡的那一天,下一个灭亡的就是太阳系了。专业的研究团队以及科学家推断,现在银河系已经“人至中年”,开始慢慢走向死亡的终结,所以我们现在也正处于“僵尸星系”当中。
 

未来犹未可知,当哈勃太空望远镜的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜开始运作时,我们就能掌握更多关于星系的形成、演化和命运的细节。同学们,你们期待吗?

 

地球在太阳系中排行第五;太阳是银河系的一颗恒星,银河系里,像这样的恒星有一千亿到四千亿颗;在银河系之外,还有数以万亿计星系存在。让我们通过一段视频,来感受地球在宇宙中的大小。

 

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