银河系里最惊人的天体是什么?

弄潮科学


答:银河系中有一些特殊的恒星,还有一个430万太阳质量的黑洞。


海山二

海山二也叫船底座η星,是一颗非常特别的恒星,也是一颗非常危险的恒星,距离地球7500光年,质量超过100倍太阳质量,绝对亮度是太阳的500万倍。

海山二虽然距离地球很远,但是这样一颗高光度蓝变星,随时有可能发生超超新星爆炸,届时地球也将受到影响,甚至会造成一次生物灭绝事件。

早在1843年4月份,海山二就发生过一次伪超新星爆发,当时视星等达到了-0.8,仅次于天狼星成为夜间第二亮恒星,也算是银河系中的一颗超级炸弹。

超超新星是比超新星还极端的天文事件,一旦海山二爆发,周围数十光年内的恒星系统都将被摧毁,数百光年内的文明毁于一旦,数千光年外的地球也将受到影响。


中心黑洞

在银河系中心,也就是人马座方向,存在一个极强的X射线源,科学家经过几十年的研究,发现这个X射线源是一个看不见的大质量天体,周围的恒星都绕着这个未知天体运行。

最终科学家确定未知天体是一个超大质量黑洞,约430万太阳质量,距离地球2.6万光年,对应史瓦西半径为1200万公里.

银河系中心黑洞就如一个恒星粉碎机,在黑洞附近,都是一些古老的恒星,平均年龄超过100亿年,这颗恒星不断地吞噬恒星,使自身质量不断增加,也算是银河系中最极端的天体了。


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艾伯史密斯


银河系有1000亿~4000亿颗恒星,目前科学界也没有弄清楚到底有多少。

科学界原来估计银河系直径约10万光年,现在新发现认为过去大大低估,实际银河系直径约有20万光年。我们太阳只是银河系一颗很普通的恒星,按照太阳这种质量叫黄矮星。

银河系有很多惊人的发现,前面很多朋友介绍了银河系中心的黑洞,是银河系最惊人的天体,这个黑洞有太阳质量的400万倍,当然惊人,但如果老说这个黑洞也太单调了。

火星一号朋友介绍了一种叫“索恩-祖特阔夫”的天体,在这里时空通讯就不重复了,我来说说银河系存在的其他6种比较独特的天体,与大家分享。

1、僵尸恒星

这是一种类似太阳质量的恒星死亡后,留下一颗白矮星“尸骸”。但这种“尸骸”不甘寂寞,总想着起死回生,只要周围有恒星靠近,就会大量吸积,当吸取的质量达到一定上限时,就会起死回生。

这个上限就是太阳质量的1.44倍,达到这个质量就会发生超新星大爆炸,这种爆炸被称为“la型超新星”。

这种天体因为是恒星“尸骸”蜕变而成,因此是死而不僵,所以叫僵尸恒星。上面照片就是被称之为“第谷超新星残余”的天体。

2、吸血鬼恒星

这种恒星又叫“蓝离散星”,在银河系有相当多的存在。这种恒星大部分都是已经年老暮年的恒星,但却依靠“窃取”附近恒星的气体,使自己的质量不断增加,从而延长自己的寿命,由此获得了一个“吸血鬼”的称号。

这种恒星的成因比较复杂,最主要的说法是随着星团的衰老,大质量恒星出现向中央沉降的趋势,中心恒星密度大大增加,发生一系列恒星碰撞。

蓝离散星自转速度很快,质量都很大,通常都在太阳质量的75倍以上。

3、地狱行星

CoRoT-7b是一颗位于麒麟座,距离地球约500光年的太阳系外行星,是迄今为止发现的系外最小行星,质量为地球的1.6倍。

这颗行星距离母恒星只有约250万公里,相当于水星与太阳距离的1/23,被恒星引力潮汐锁定,一面一直向着恒星,一面一直背着恒星,因此那里的环境是冷热两重天。

面向恒星的一面温度高达2000摄氏度左右,熔岩滚滚,而且不断的受着炽热的陨石雨轰击,所以是一个地狱般的地方。

4、“索隆魔眼”

所谓“索隆”是美国魔幻大片《指环王》中的黑暗魔君,天文学界把南鱼座中的一颗恒星云称为“索隆魔眼”,是因为这个像一只人眼虹膜的盘状云看起来比较恐怖。

南鱼座α(北落师门)是一颗南鱼座中最亮的恒星,距离地球约25光年。2008年哈勃望远镜在这颗恒星“魔眼”中发现一颗新行星,是一颗类木行星,命名为南鱼嘴b。

而这个”魔眼“那恐怖的“虹膜”实际上是炽热的行星云,就是恒星吸积盘残留的能够形成行星的一些物质。

5、小幽灵星云

NGC 6369实际上是一颗恒星死亡后释放的气体云,应该是一颗类似太阳恒星死亡,红巨星膨胀渐渐散尽外围气体,留下中心部分变成一颗白矮星。

这些云发出黯淡的幽光,就像一个幽灵,因此把它叫做“小幽灵星云”。以上照片是哈勃太空望远镜2004年拍摄的,照片显示了星云的一些细节,揭示了死亡恒星散逸在太空的气体。

由于恒星尸骸产生的紫外辐射,剥离了气体中的原子,使附近区域离子化,就会呈现出明亮的蓝绿色。而外围边缘区域离子化程度较低就呈现出红色。

6、黑寡妇星云

圆规座有一片星云外形就像令人谓之色变的黑寡妇蜘蛛,是毒性最强的蜘蛛。

被红背黑寡妇蜘蛛叮咬开始难以察觉,5分钟后开始发作,3小时候大发作,发热发痛、大汗脱水、肌肉麻痹、恶心呕吐、心跳耳鸣、惊悸抽搐,不及时处理可导致死亡。

这个所谓黑寡妇星云位于圆规座,由气体分子组成,因其形象酷似一只巨大的红背黑寡妇而得名。

这团星云位于银河系平面上方,距离我们约10000光年。是一片体积巨大的星云,里面存在大量大质量年轻的恒星,这些恒星产生的辐射将周围气体吹进两个方向相反的“气泡”,因此形成了球茎状的“身体”和“蜘蛛腿”。

上面是美国宇航局斯皮策太空望远镜拍摄的一副红外照片。

由于银河系的巨大,有很多稀奇古怪的天体和故事,这里就简单说这么几个,以后有机会再与大家分享。

时空通讯专注于老百姓通俗的科学话题,欢迎有兴趣的朋友一起来探讨。


时空通讯


银河系是一个有着数千亿颗恒星的庞大星系,当然这其中并非只有恒星,还有褐矮星、行星、卫星、小行星、彗星以及星云等,此外还有白矮星,中子星和黑洞。


每一种天体都有它惊人的地方,比如恒星都是可以发光发热的大质量天体,其内部都进行着剧烈的核聚变,导致恒星表面温度在2500到数十万K之间;褐矮星是质量仅次于恒星的天体,其内部的高温高压可以发生氘核聚变,所以褐矮星的表面温度有的也很高;行星可以分为岩质行星和气态行星,我们的地球是一颗行星,但是迄今为止还没有发现哪颗行星和我们地球上的环境是一样的,也就是说已发现的所有行星上,只有我们的地球上适合生命生存,即便是和我们的地球质量和体积都非常相似的金星但表面都完全不适合生命生存,而气态行星上面压力更是特别巨大,氢气都能被压成液态,其环境的严酷更是我们难以想象的;卫星、小行星和彗星上大都没有空气;而星云的体积通常都十分庞大,可以横跨数十甚至数百光年,其中的物质则非常稀疏,但里面却可以形成恒星。


但银河系中最惊人的天体,毫无疑问还是银河系的中心黑洞人马座A*了,这是银河系中质量最大的单一天体,相当于太阳质量的431万倍,它是银河系的质量核心,也是银河系最早形成的天体,是银河系最初的引力源,我们也可以把它叫做是银河系的塑造者。

人马座a*形成于宇宙诞生之初,是在宇宙大爆炸之后产生的物质高密度区域中直接形成的,并非由大质量恒星超新星爆发形成,所以甚至可以说它是与宇宙同龄的,形成之后它强大的引力就吸引了巨量的物质围绕它运行,这些物质逐渐形成了大量恒星,进而形成了一个星系,这星系又吸引了它附近的星系向其靠拢,并融合到一起,在100多亿年的时间中大约融合了数百个小星系,才形成了如今我们银河系的规模。从这个形成过程也可以看出,人马座a*是银河系的最初引力源,是银河系的质量和引力中心,所以可以靠不夸张的说人马座a*就是银河系的缔造者。






在天文观测上,人马座A*表现为银河系银心位置一个非常强大的无线电波源,并且已经观测到它大约每11分钟自转一圈,离其视界边缘的转速在光速的一半以上,根据它对旁边天体的引力效应计算其质量为431万倍太阳质量,而根据质量计算其直径约4400万公里,这个直径虽然还没有一些恒星大,但是其可视体积的直径应该在这个数值的5倍以上,其引力场对周围天体的影响范围可达数百光年,有着很多的恒星在围绕人马座a*运行。






不仅如此,2010年时,道格拉斯·芬克拜纳等天文学家用费米空间望远镜观察到银河系中心垂直于银河系盘面的上下位置竟然存在两个惊人的“气泡”,它们各向外延伸约25,000光年,扩张的时速可达320万公里,后来天文学家们把它叫做“费米气泡”,其本质上属于伽玛射线喷流,它的产生就是由于是银河系中心黑洞人马座a*和附近大量的恒星共同造就出来的。


人类的方向


那恐怕是银河系中央黑洞了吧。它有一个好听的名字:人马座A*。

听起来似乎人畜无害的,但实际上,它却是银河系中最恐怖的存在。

它是银河系中能量最强大的红外线和X射线辐射源。它的直径为4400万公里,相当于水星到太阳的距离,质量达太阳的400万倍,要知道黑洞这种超大质量的天体,能够雄霸这么大的宇宙空间,足见它的块头有多么大。也正是因为它的超大质量,才能把整个银河系聚拢在一起。

下图是天文学家利用延时摄影拍摄的人马座A*,也就是银河系中心的天体运动情况,可以看到,黑洞周围天体的运动明显加快了很多。

超级黑洞就在那里,只不过,你看不到它。

围绕银心黑洞公转的恒星轨迹,时间跨度约为20年。

一直以来,虽然嘴巴张开了4400万公里那么大,但人马座A*保持了温和的脾气,在过去数十万年间已经没有进食了。(数十万年前,人马座A曾吞噬掉一颗恒星)

当它终于捕获了一颗恒星,那我们的夜空将上演一场超级烟火表演。下图是我们假想的场景,到时,我们会借此机会一睹黑洞的芳容。

届时,地球的夜空将被它点亮,一颗比月亮还要亮的光源将出现在银河的中心地带,亮光将覆盖整个银河系,让满天的星斗都黯然失色。

现在一颗名为S0-2的恒星(其质量约为太阳的10-15倍。)正在人马座A*周围游弋,如果人马座A*想进食,那它将是最好的猎物。

这场天文奇观会在何时发生,还不得而知。

2018年,当S0-2以最近距离飞掠人马座A*时,强大的引力场导致其产生红移。

科学重口味


银河系里最惊人的天体是什么?

银河系是一个诞生于126±10亿年的古老星系,有着数千亿颗恒星!即使整个宇宙突然消失,那么拥有银河系的文明一样可以“永续”发展!因为银河系就是一个小宇宙,宇宙可能存在的天体银河系几乎都有,那么银河系中有哪些惊人的天体呢?又有哪些是银河系中所没有的呢?

一、银河系中有哪些令人惊讶的天体?

  1. 恒星

我们夜空中看到的几乎所有天体都是恒星,当然99.999999999999%都在银河系内,因为肉眼能看到的河外星系就四个,大小麦哲伦(南半球可见)星系、仙女星系以及三角座星系,当然偶尔还可能有系外超新星!

即将爆发的恒星(超新星):猎户座的参宿四和船底座的海山二!

参宿四的质量约只有太阳的19-20倍,但它现在已经膨胀到了相当于木星轨道的直径,即接近4个天文单位,它距离地球约640光年,上图是近些年来参宿四剧烈变化的形态!这颗恒星已经处在濒临爆发的边缘!

上图是海山二的抛洒物成像图,它可能是一个双星系统,主星A大约为太阳质量的240倍以上,伴星B约50-80倍太阳质量!海山二是船底座 η(η Carinae) 星,是一个质量非常高的高光度蓝变星,从上图抛洒物图可知,此星同样处于爆发边缘!但它距离地球超过7500光年,也许早已爆发,我们还没看到而已!

最大的恒星:盾牌座UY(直径最大),R136A1(质量最大)(已知天体中)

盾牌座UY距离地球5100光年,质量约为太阳的30倍,直径达到了土星轨道附近!当然它也处在了红巨星极度膨胀的状态!

从这点可以看出盾牌座UY的大小,其实真实图例的话,太阳这个点是看不到!

已知质量最大的恒星R136A1,它就在16万光年以外的银河系伴星系大麦哲伦星系的蜘蛛星云中,质量约为太阳的265倍以上,直径约为太阳的35倍左右!

2.行星

其实我们观测到的行星并不多,因为行星不发光,当然会有反射,但极其微弱,从可见光波段直接探测的可能性为零,除非是太阳系内!系外一般用凌日观测和引力导致的恒星光多普勒频移等间接观测方法!

系外“超级土星”,J1407b的行星环约为土星环的200倍大!不仅太阳系内有土星,系外还有它的兄弟,而且比系内土星欢要庞大得多!J1407b距离地球434±39光年,围绕橙矮星J1407运转。

J1407b那庞大的环状结构模拟图

上图是被命为GJ1214的海洋星,它的直径超过地球的2.7倍,表面覆盖的是巨大的水体,距离地球只有40光年,它环绕着一颗红矮星运行!它的质量介于地球和海王星之间,拥有一个稳定的大气层!那么请问上面有鱼吗?应该没有,因为它距离恒星过近,温度超过200度!

3.其他天体

星云,银河系中具有大量的星云天体,我们熟知的M1蟹状星云,还有M42火鸟星云,以及M31和M33,其实这两个是恒星系哦,前者是仙女星系,后者是三角座星系!

创生之柱,各位应该很熟悉了,它是老鹰星云的一部分!距离地球约7000光年,但它未来会被一颗6000年前爆发的超新星冲击波所摧毁,但我们看不到这个过程!

观测到已知最冷的地方,回力棒星云:-272.5摄氏度,距离绝对零度仅仅一步之遥!

黑洞

上图是银心黑洞Sgr A*所在,它具有太阳400万倍以上的质量!

距离地球最近的黑洞是麒麟座V616,2800光年!V616的质量只有太阳的13倍!

二、有哪些是银河系中所没有的呢

类星体在银河系中是没有的,这是一种诞生于早期宇宙的古老天体,如果银河系中有这种天体,那么这里将不再适合生命生存,它像一颗恒星但发出的能量比一个星系还要大,甚至数千倍!

一般认为类星体中心是一个黑洞,它发出的强烈辐射以及可见光波段是吞噬物质时的吸积盘所发射!


星辰大海路上的种花家


这个当属于银河系中心的庞然大物——半人马座A*黑洞。

我们或许都听过宇宙中很多惊人的天体,它们中也有很多分布在银河系里。

暴力的超新星,宇宙灯塔中子星,甚至拥有超强磁场,距离数千公里就能吸走你身体里红细胞中铁离子的磁星等等,它们很惊人,也很可怕。

但这些都比不过饥不择食的黑洞,吞噬一切的黑洞,包括物质存在形式的空间和时间,在黑洞视界之内,奇点中心,时空失去了存在的意义。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西(1873~1916年)通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这就是今天我们称之为史瓦西半径的黑洞视界半径解。


这个解描述的是一个不自转,不带电荷,球对称的黑洞视界半径。

我们银河系中心黑洞,通过上述公式,可以求的半人马座A*的近似视界半径(它自转且有电荷,所以说近似)为2200万公里的庞然大物。

它质量有400万个太阳质量,统治着银河系2000亿颗的恒星和弥漫的气体尘埃,并在不断进食长大。这种黑洞,一秒内吞噬一百个地球估计也不会打一次嗝。


挡不住的熵增



我们的银河系只是宇宙中一个普普通通的棒旋星系,和我们的太阳在银河系中的地位差不多,然而虽然现在很多人都知道自己生活在宇宙中一粒小石子上,但很多人从没在心里接受过这个事实,所以让人们了解宇宙的壮阔与神秘就显得十分必要了。

我们的银河系算是宇宙大爆炸后形成的第一批星系之一了,因为宇宙年龄才138.2亿年,而银河系年龄就达到了136亿年,而我们太阳系46亿年前才出现,人类在百万年前才出现。


银河系中最惊人的天体其实就藏在那明亮的“银核”深处,在那炫目的白光后面隐藏着一个400多万太阳质量的超大黑洞“人马座A*”,它那强大的引力像粘合剂一样使得上千亿颗恒星不至于分崩离析。

自从卡尔.史瓦西通过引力场方程得出黑洞的存在后,人类通过射电望远镜已经发现了很多由大质量恒星坍缩而成的黑洞,今年年底之前人类还会获得有史以来第一张黑洞照片,但人马座A*这种重达400多万倍太阳质量的黑洞究竟是如何形成的,一直是一大谜题。

寻常黑洞都是数倍太阳系质量的恒星坍缩而成的,而目前发现的质量最大恒星R136a1才265倍太阳质量,因此有科学家认为人马座A*是由银核中一群黑洞不断融合后形成的,甚至有科学家现在为止人马座A*附近都还有数以万计游荡的黑洞。


宇宙探索未解之迷


有人说银河系最惊人的天体就是银河系中心的超级黑洞,那么能逃脱这个黑洞魔掌的天体是否更惊人呢?

先来说银河系中心的黑洞。它就是人马座A黑洞。它的直径有2000万km,质量是太阳的400万倍。它带动着银河系所有恒星围绕它旋转。

我们知道黑洞的引力大到连光也无法逃脱,但科学家们也亲眼目睹了一颗恒星经过银心超级黑洞时,被黑洞吞噬的震撼情景。

有那么一些勇士天体挑战黑洞的威严。

近段时间,天文学家观测到一个特殊的天体,从人马座A黑洞的吸积盘掠过,却毫发无损的逃过巨大的引力。

据科学家了解,这颗恒星密度很高,一开始猜测它只是气体云,为其命名为G2。

但观察一段时间后,发现它并未被银心黑洞吞噬而产生结构分离的现象,于是天文学家认为它是颗恒星。当它运行到黑洞视界范围时,仍然保持原来的结构,并未因黑洞吸积发生较大程度的外形改变。

天文学家不由得很好奇,但至今也不知道它从何而来。

它现在正逐渐向地球移动,速度从1000万km/时加速到1200万km/时。随着它与地球越来越接近,科学家对它的了解也会越来越多。


弄潮科学


以目前人类的认识水平来看待宇宙,不见得比蚂蚁对地球的认识深刻。

宇宙之大,浩淼无边,宇宙之复杂,自人类起源以来还不明就里,宇宙中的天体种类繁多,总会让你出其不意,难以想象。

银河系仅仅是宇宙的一部分,同样则非常复杂。其中最常见的莫过于恒星、行星、小行星、卫星、彗星、流星体、星际物质、星云等等,其中最基本的是恒星和星云。就这些常见,天体都有惊人之处。如月球为何总把其一面朝向地球;如地球上为何有生命乃至智慧生物;太阳为何有巨大能量释放;哈雷彗星为何有76年的回归周期等等。

还有一些在探索中的天体,如瞬间爆发的超新星,质量巨大引力巨大而体积不大的黑洞。前者没有让你搞清楚是怎么回事它就没有了。黑洞基本上只进不出,连光线都能吸引进去,内部结构如何,难有获取内部信息渠道。

但我个人觉得,目前人类的首要任务是保护好地球本身的环境,让人类有一个较长的生命周期,这样才有可能怕你人类长期探索宇宙的奥妙。


快乐老嗲


说到银河系中最惊人或者最奇特的天体,这里介绍一种可能存在并且十分罕见的天体——索恩-祖特阔夫天体,它最早由索恩(因为引力波的发现而获得2017年诺贝尔物理学奖)和祖特阔夫两位天文学家提出来。这是一种十分特殊的恒星,外部是尺寸巨大的红巨星,而在其内部则存在一颗中子星。

除了红矮星之外,其他恒星在晚年耗尽氢燃料之后都会经历剧烈的体积膨胀,由此演化为红巨星。如果恒星在诞生之初的质量介于太阳质量的8至20倍之间,它们最终会发生超新星爆发,核心将会坍缩成为致密的中子星。

在宇宙中,双星系统比较普遍,例如,天狼星就是一个双星系统。双星系统中的恒星基本上都是在同一团星云中形成,并且形成时间也是差不多。倘若质量较大的那颗恒星最后能够演化为中子星,那么,在超新星爆发的过程中,由于能量释放不是对称的,所以中子星的轨道将会发生变化,它的轨道就有可能变得与伴星相交。

当质量较小的伴星最终演化成红巨星时,中子星将会进入红巨星之中,形成索恩-祖特阔夫天体。由于阻力作用,中子星会不断螺旋进入红巨星的核心之中,并与核心发生合并。如果中子星和红巨星核心合并之后的质量大于3倍太阳质量(奥本海默极限),它将会进一步坍缩成黑洞,由此还会引发外层爆炸成超新星。如果合并之后的质量没有达到演化成黑洞的极限,那么,原先的中子星只会进一步增大质量,而外层则会形成一个吸积盘。

虽然索恩-祖特阔夫天体在理论上是存在的,但目前还没有确认发现这样的天体,只是找到极少数的候选天体。这种特殊的天体十分罕见,比黑洞要少得多。理论上,在拥有上千亿颗恒星的银河系中,可能只有20至200个索恩-祖特阔夫天体,而目前只找到了一个候选天体——距离地球大约900光年的宝瓶座U。这种天体的存在时间十分短暂,可能只有几十万年的时间。


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