
看著夜空,您將瞥見數百十億星系的星星。有些星系像我們自己一樣旋轉藍色磁盤銀河系,其他是紅色球體或畸形,塊狀的混亂或兩者之間的東西。為什麼使用不同的配置?事實證明,銀河系的形狀告訴我們有關該星系超長生活的事件的一些事件。
在非常基本的層面上,有兩種用於星系形狀的分類:磁盤和橢圓形。 Caltech理論上的天體物理學家Cameron Hummels說,一個磁盤星係也稱為螺旋星系,形狀像炸雞蛋。這些星系具有更大的球形中心,例如蛋黃,周圍環繞著氣體和恆星 - 蛋清。銀河系和我們最近的銀河鄰居仙女座屬於這一類。
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從理論上講,磁盤星系最初是從氫雲中形成的。重力將氣體顆粒一起繪製。作為氫原子更近,雲開始旋轉,集體質量增加,這導致其重力也升高。最終,重力導致氣體塌陷成旋轉的盤。大多數氣體都在邊緣中,它會進食恆星形成。埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)僅在一個世紀前就確認了我們自己的星系的存在,他稱磁盤星係後期的星系,因為他懷疑它們的形狀意味著它們是在宇宙歷史上後來形成的,根據美國國家航空航天局(NASA)的說法。
另外,橢圓星系 - 哈勃稱為早期型星系 - 似乎年齡較大。根據澳大利亞墨爾本的Swinburne University研究星系進化的觀察性天體物理學家羅伯特·巴塞特(Robert Bassett)的說法,橢圓星系中的星星沒有像磁盤星系一樣旋轉,而是具有更多隨機運動。橢圓星係被認為是星系合併的產物。巴塞特說,當兩個相等的質量合併的星係時,它們的恆星開始以重力互相拉伸,破壞了恆星的旋轉並形成更隨機的軌道。
並非每個合併都會產生橢圓星系。銀河系實際上是相當古老的,但保持了磁盤的形狀。它通過簡單地繪製矮星係而增加了質量,這些星係比我們的家園小得多,並從宇宙中收集自由氣體。然而,巴塞特告訴《現場科學》,我們的磁盤形姐妹銀河系的仙女座實際上直接前往銀河系。因此,從現在開始數十億年,兩個螺旋狀的星係可能會合併,每個二人組的星光磁盤都會抵消對方的旋轉,從而形成更隨機的橢圓形星系。
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這些合併遠非瞬時。他們佔用了數億年甚至數十億年。實際上,從我們的角度來看,正在進行的合併如此緩慢,以至於它們看起來靜態。巴塞特說:“他們基本上處於完全相同的狀態,對所有人類文明沒有改變。”哈勃將這些星繫帶來了自己的分類 - 不規則的星系。看著他們,“它們通常對多個組成部分來說是一團糟,”赫默爾說。巴塞特補充說:“不規則的星系看起來像是一場大型火車殘骸。”
最後,較不常見的形狀,凸狀星系似乎是橢圓形和磁盤星系之間的混合物。巴塞特說,可能是,當磁盤銀河消耗出所有氣體並且無法形成任何新恆星時,現有恆星開始相互作用。他們的引力互相拖曳會形成一種看起來像扁豆的形狀 - 一種橢圓形,但仍然是旋轉的磁盤。
巴塞特說,迄今為止,科學家已經發現了有關星系及其3D形狀的內容,已使用數千個2D圖像,並依靠其他特性(例如星系顏色和運動)來填充空白。
例如,磁盤星系的年輕時代通過其藍色證實。藍色的星星通常更大,它們燃燒更快,更熱(藍光的頻率更高,因此比紅光更富集)。同時,橢圓星系充滿了較老的星星 - 稱為紅矮人- 那樣燃燒不那麼熱或快速。
儘管如此,儘管我們已經了解了周圍龐大的天體結構,但仍然有很多我們不知道。
Hummels說:“銀河形成和進化是天文學和天體物理學領域最大的開放問題之一。”
最初發表在現場科學上。