
看着夜空,您将瞥见数百十亿星系的星星。有些星系像我们自己一样旋转蓝色磁盘银河系,其他是红色球体或畸形,块状的混乱或两者之间的东西。为什么使用不同的配置?事实证明,银河系的形状告诉我们有关该星系超长生活的事件的一些事件。
在非常基本的层面上,有两种用于星系形状的分类:磁盘和椭圆形。 Caltech理论上的天体物理学家Cameron Hummels说,一个磁盘星系也称为螺旋星系,形状像炸鸡蛋。这些星系具有更大的球形中心,例如蛋黄,周围环绕着气体和恒星 - 蛋清。银河系和我们最近的银河邻居仙女座属于这一类。
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从理论上讲,磁盘星系最初是从氢云中形成的。重力将气体颗粒一起绘制。作为氢原子更近,云开始旋转,集体质量增加,这导致其重力也升高。最终,重力导致气体塌陷成旋转的盘。大多数气体都在边缘中,它会进食恒星形成。埃德温·哈勃(Edwin Hubble)仅在一个世纪前就确认了我们自己的星系的存在,他称磁盘星系后期的星系,因为他怀疑它们的形状意味着它们是在宇宙历史上后来形成的,根据美国国家航空航天局(NASA)的说法。
另外,椭圆星系 - 哈勃称为早期型星系 - 似乎年龄较大。根据澳大利亚墨尔本的Swinburne University研究星系进化的观察性天体物理学家罗伯特·巴塞特(Robert Bassett)的说法,椭圆星系中的星星没有像磁盘星系一样旋转,而是具有更多随机运动。椭圆星系被认为是星系合并的产物。巴塞特说,当两个相等的质量合并的星系时,它们的恒星开始以重力互相拉伸,破坏了恒星的旋转并形成更随机的轨道。
并非每个合并都会产生椭圆星系。银河系实际上是相当古老的,但保持了磁盘的形状。它通过简单地绘制矮星系而增加了质量,这些星系比我们的家园小得多,并从宇宙中收集自由气体。然而,巴塞特告诉《现场科学》,我们的磁盘形姐妹银河系的仙女座实际上直接前往银河系。因此,从现在开始数十亿年,两个螺旋状的星系可能会合并,每个二人组的星光磁盘都会抵消对方的旋转,从而形成更随机的椭圆形星系。
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这些合并远非瞬时。他们占用了数亿年甚至数十亿年。实际上,从我们的角度来看,正在进行的合并如此缓慢,以至于它们看起来静态。巴塞特说:“他们基本上处于完全相同的状态,对所有人类文明没有改变。”哈勃将这些星系带来了自己的分类 - 不规则的星系。看着他们,“它们通常对多个组成部分来说是一团糟,”赫默尔说。巴塞特补充说:“不规则的星系看起来像是一场大型火车残骸。”
最后,较不常见的形状,凸状星系似乎是椭圆形和磁盘星系之间的混合物。巴塞特说,可能是,当磁盘银河消耗出所有气体并且无法形成任何新恒星时,现有恒星开始相互作用。他们的引力互相拖曳会形成一种看起来像扁豆的形状 - 一种椭圆形,但仍然是旋转的磁盘。
巴塞特说,迄今为止,科学家已经发现了有关星系及其3D形状的内容,已使用数千个2D图像,并依靠其他特性(例如星系颜色和运动)来填充空白。
例如,磁盘星系的年轻时代通过其蓝色证实。蓝色的星星通常更大,它们燃烧更快,更热(蓝光的频率更高,因此比红光更富集)。同时,椭圆星系充满了较老的星星 - 称为红矮人- 那样燃烧不那么热或快速。
尽管如此,尽管我们已经了解了周围庞大的天体结构,但仍然有很多我们不知道。
Hummels说:“银河形成和进化是天文学和天体物理学领域最大的开放问题之一。”
最初发表在现场科学上。