银河系的“前生”预示了它的”后世”

科学家没有找到暗物质粒子存在的充分证据,他们通过暗物质的引力作用来发现它们存在的踪迹。暗物质普遍存在于宇宙太空,它们创造了星系的动力之源。银河系主要由暗物质构成。我们习惯于一种既有事实的认识,银河系是一个沉闷、步入中年期的星系,它不会发生什么新鲜和激动人心的星系事件,稳定的银河系适应了一种舒适,单调的运行方式,然而,我们的银河系曾经经历过动荡、混沌的岁月,科学家安·芬克拜纳近日在《自然》杂志上发表文章,他在文章中写到,“银河系诞生于混乱和暴戾之中,它在早期的形成阶段处于动荡不安、错中复杂、狂野暴躁的状态,我们可以预见我们的银河系在未来将重新陷入灾变之中”。

银河系的“前生”预示了它的”后世”

在银河系的中心“蜗居”一个强大的黑洞,它是银河系的“超级霸主”,银心黑洞的质量大约为太阳的四百万倍,它像一个疯狂的“掠食者”,贪婪地吞食周围的大量物质,它在不停地吞噬中长成了巨大的“身材”,银心黑洞的的吞食速度不算太快。由于被吞噬物质的体量过大,黑洞不能立刻吞掉它们,在巨量的周围物质跌进黑洞之前,有一部分物质被“弹射出来”,好像食客在吃食物的情形,如果一次性地进食太多,那么食物可能被堵在食道中,一部分食物以“打嗝”的方式吐出来。

银河系的“前生”预示了它的”后世”

科学家对一个问题特别感兴趣,银河系中心的黑洞在大约一千万年前发生了一场喷发,巨大的物质和能量从黑洞盘面的两端喷涌出来,喷射中形成了强烈的激波,在黑洞的上下两端产生了两个“背靠背”的巨型热气体喷流,从银河系中心的两端抛出的泡沫状气流在临近的太空绵延了25000光年的距离,强悍的、柱状轮廓的喷流由X射线和伽玛射线构成。黑洞的引力和辐射效应在银河系的演变中发挥了关键作用。人们可以用肉眼观测银河系大约10万光年跨度的图景,地球位于银河中心区以外的“郊区”,它距离银心的黑洞大约为25000光年,我们的地球处在银河系中心和银河系边缘之间的中间位置,这一区域位于银河系生命活动的“黄金地段”。

银河系的“前生”预示了它的”后世”

银河系由不可见的暗物质主导,它占到银河系总质量的大约80%到90%,相比较而言,银河系周围的一个矮星系含有的暗物质是普通物质的大约一千倍。球状星团通常由古老的星系组成,它们基本没有暗物质的组成,科学家不清楚球为什么球状星团缺失了暗物质,某种未知的机制也许导致了暗物质的消失。大小麦哲伦星系属于矮星系,似乎有几十个矮星系与我们的银河系有牵连,这样的矮星系在银河系的过去也许更多。在银河系之外存在数百个矮星系的残余,这些残存的矮星系也许是从银河系分离出去的,相反,银河系之外的矮星系可能并入了银河系。

银河系的“前生”预示了它的”后世”

气体云是恒星诞生的摇篮,在银河系内不同密度的气体云制造出不同质量的恒星。在银河系的气体云中每年诞生了质量为太阳数倍的恒星,这些大质量的年轻恒星十分活跃,在喧嚣狂暴之中喷发了巨量的紫外线和其它类型的光辐射,它们释放了巨量的普通物质。巨质量恒星很快进入生命周期的晚年,它们以超新星暴的方式宣告自身的死亡,银河系的小质量恒星则会缓慢地扩张成红巨星,它们的体积可以扩展到地球尺寸的规模。

虽然银河系能够不断地诞生新的恒星,然而,它不是很活跃的星系,目前大致处在演化的“黄金时期”,然而,银河系总有一天会耗尽制造恒星的气体云物质,恒星的摇篮将会停止对新恒星的“孵化”,大质量恒星的气体燃料消耗得更快,它们的演化速度随之加快,大质量恒星的生命历程更短;小质量恒星的气体燃料消耗得更慢,它们的演化的速度随之减慢,小质量恒星的生命历程更长。无论大小恒星生命周期的长短,它们都将走向生命的终结,我们实际上对恒星消失的银河系时代知道得很少。

银河系的“前生”预示了它的”后世”

(编译随感:随着最后一代恒星、或最后一颗恒星的熄灭,银河系将告别恒星的时代,进入黑洞和暗物质的漫漫黑夜时代,暗物质和黑洞也许最终将银河系带回它的起点。可以星系的演化分成几个阶段,就像篮球比赛分成上半场和下半场。星系演化的“上半场”是恒星时代,第一代、第二代、第三代等的恒星陆续出场。星系演化的“中场”是恒星和黑洞并存的时代,第一代超大质量恒星转变为第一代黑洞,超新星暴释放的星际物质转化为第二代的恒星,第二代超大质量的恒星在死亡后转变为第二代黑洞,直到最后一代黑洞的诞生。星系演变的“下半场是黑洞时代,那是一个没有生命的时代,就像在星系形成的早期没有生命一样。星系的“黑洞时代”包括黑洞、中子星和矮星的演变,中子星的特性靠近黑洞,矮星的特性在恒星和行星之间。

人们对黑洞和暗物质的特性了解得很少,说不清楚黑洞和暗物质的相互作用,暗物质能不能形成黑洞?这是一个未解的谜题。星系演变的“下半场”也许比“上半场”更精彩、剧烈,神奇。只有了解了黑洞和暗物质的特性,我们才能分析和推断“后恒星时代”的宇宙演变规律,对宇宙演变获得全面、充分的认识,,黑洞的理论研究达到了很高水平,然而,天文的观测成果还远远不够;暗物质的理论预测具有了很扎实的基础,然而,实验的观测成果还寥寥无几,2013年是暗物质探测和研究的“丰收年”,中外科学科学家加大了对暗物质的探测力度。现有宇宙学的教科书主要内容放在宇宙的“恒星时代”,以后的宇宙学教科书将会增加宇宙的“黑洞时代”内容。)

银河系的“前生”预示了它的”后世”




(编译:2013-4-17)


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