銀河系正在解體?美科學家發現:銀河系旋臂已發生「斷裂」

薛定諤的貓 2021/08/18 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

在人類仰望星空之前,銀河系就已經存在上百億年,我們認識銀河系整體結構的過程,也就是認識我們所處空間的位置。

從二十世紀初期開始天文學家們就知道太陽系處在距離銀心大約2.6萬光年的位置,後來逐漸認識到我們所處的旋臂是船底-人馬臂的分叉獵戶座旋臂的邊緣,這裡不會受到銀心的輻射,也不至於被甩入茫茫的宇宙,也許這樣的「溫暖」日子將會持續到「永遠」。

NASA科學家發現:銀河系旋臂已發生「斷裂」!

在銀河系庇護下的日子即將被打破?當筆者看到這個新聞的第一反應就是這個!2021年7月21日,「天文學與天體物理學」期刊線上發表了一篇標題為「A high pitch angle structure in the Sagittarius Arm」(射手臂中的高俯仰角結構)的論文,揭示了一個驚人的事實,銀河系中的旋臂似乎正在「斷裂」。

人馬旋臂已出現「斷裂」跡象銀河系是一個扁平的盤狀結構,如果按哈勃音叉的區分方式,應該是屬於棒旋星系,也就是SBb結構,但它的結構明顯要比SBb要豐富得多,所以在這些結構中是屬於SBbc結構。

太陽系就處在銀道面上,當天文學家觀測銀河時並不能看到一個上帝角度的棒旋結構,而是一條長長的發亮的帶子,銀河或者Milk Way的名字就是這麼來的。

這也造成了我們認識銀河系的極大偏差,最早赫歇爾在繪製銀河系地圖時就犯了這個錯,把銀河系畫成了攤破了的大餅,但他的方法是對的,測量每顆恒星的距離,但當年不完善,很多變光或者恒星消光等因素都沒有考慮在內,並且對恒星演化的過程也搞不清楚,因此距離完全不正確。

這個問題要到後期測量技術逐漸完善,對球狀星團運動分析才判斷出銀河系銀心的位置,逐漸從一條帶子上的恒星位置測量後逐漸將其定位,銀河系的旋臂結構才逐漸明朗起來。

人馬座旋臂的異常究竟是怎麼回事?

隨著二十世紀末的歐空局依巴谷衛星和蓋亞衛星的不懈努力,在測量了幾十億顆恒星的精確位置後,銀河系最完整的3D結構模型逐漸顯現出來,這個宏偉的工程用人工簡直是無法想象的,感謝電腦技術和天文學的進步,讓我們第一次看到了銀河系真正的模樣。

來自加州理工學院的天體物理學家們,從能穿透銀道面塵埃的斯皮策紅外空間望遠鏡取得的資料,分析了臨近獵戶座旋臂的船底-人馬旋臂的上恒星的位置、運動方向等資料,結果發現一個驚人的事實,有一部分恒星正從這條旋臂上「逃離」。

在之前蓋亞衛星恒星資料建立的銀河系模型中,人馬座臂形成了一個螺旋,其俯仰角約為12 度左右,但這部分恒星卻特立獨行,以非常明顯的角度60°突出,就像一條斷裂手臂的骨頭正在戳出來。

或者說這部分恒星看上去不像是人馬臂上的成員,它們正成群結隊地遠離這條旋臂,似乎人馬臂會因此而「斷裂」。

不過加州理工學院的天體物理學家、新論文的第一作者邁克爾庫恩稱,這可能只是旋臂上的一種比較特殊的結構,或者說是「毛刺」,在其他螺旋星系的旋臂上也發現了類似的結構,只是科學家一直未能確定銀河系是否也有這樣的結構,而現在確定了。

銀河系這種[大尺度]結構下的還存在很多的不確定性,特別是因為我們身處銀道面上,大量的塵埃阻擋了天文學家的觀測,特別是在銀河系的另一面(太陽系位置的對拓點),天文學家幾乎就是兩眼一抹黑。

銀河系未來的結局會如何?真會解體嗎?

當年科學家真的擔心銀河系會解體,因為他們發現銀河系邊緣的恒星的運動速度產生的「離心力」已經遠超星系中心所能提供的引力,但銀河系卻並沒有因此而解體,並且最終於1970年代末提出了暗物質的概念,暗物質提供的額外引力存在就像是星系的骨架,保證星系運行過程中不散架。

但比較好玩的是1998年有兩個科學團隊在觀測遙遠Ia型超新星時意外地發現了這些天體遠離速度超過預期,也就是宇宙正在加速膨脹,從而發現了與暗物質性質相反的暗能量存在,它們之間相互產生斥力,會使宇宙膨脹加速,最終可能將星系撕裂、甚至最後撕裂到基本粒子。

這就是大撕裂的假說,但它可能會發生非常遙遠的未來,至少從現在人類能「理解」的時間尺度上,銀河系會和仙女星系碰撞而合併,大概會在30~40億年後發生,可能大家會覺得這是件驚天動地的事件,但事實上只是一個靜悄悄發生的故事,除了天空中的銀河會改變樣貌外,星座改變幅度可能都不大,不過要知道這個結果,大概是70億年以後的事情了。

 

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