03.05 银河系产生恒星减少,银河系在死亡吗?

摊煎饼出宇宙


星系是由大量的恒星与星云组成,恒星发出的光与星云互相作用,从而照亮整个星系。如果没有新的恒星正在形成,一个星系才可以被看作步入死亡的第一步。

银河系在130多亿年前从宇宙大爆炸所制造的气体云中诞生,这些气体云在过去不断坍缩为新的恒星。尽管已经过去了130多亿年,但宇宙大爆炸留下的气体云至今还没有用完,例如,距离地球1300多光年的猎户座大星云,它的直径可达24光年,它们来自早期宇宙。

在银河系的星云中,不断有新的恒星正在形成,每年制造恒星的质量大约为太阳的3倍,相当于每年大约有7颗新的恒星在银河系中形成(因为银河系中四分之三的恒星都是质量不到太阳一半的红矮星)。

另一方面,银河系中的恒星大约有3%是大质量恒星,每隔100年大约有2至3颗这样的恒星结束生命,爆炸成超新星。其余97%的银河系恒星都将会演化为白矮星,每年大约有1颗这样的恒星凋亡。

因此,银河系每年还会出现大约6颗新的恒星,银河系中的恒星还在不断增加,这样的银河系并没有步入晚年。只有再过几十亿年,可能上百亿年之后,银河系中恒星的产生速率降低到慢于死亡速率,那么,银河系中的恒星才会变得越来越少,这样银河系将会逐渐步入晚年。到了最后,银河系中的气体云耗尽,不再有新的恒星形成,而此前产生的恒星将会相继熄灭,最终的银河系才会真正失去生机。

宇宙中已经有正在死亡的星系,那就是椭圆星系,它们已经不再会制造恒星,只有一些正在衰亡的恒星。


火星一号


银河系产生恒星减少,银河系在死亡吗?

毋庸置疑,星系的未来都是走向死亡,只不过银河系是一个有着130亿年历史以上的古老星系,产生的恒星减少是再正常不过的事情,当然从恒星的产生和物质利用机制方面理解,宇宙未来走向死亡是不可避免的。

从上图可以看出,恒星有两条路子:

一条是成为白矮星保留大部分物质,或者红矮星保留所有物质。

另一条是成为中子星和黑洞,保留一部分物质,其他物质抛洒回宇宙千百万年后重新形成恒星。

这上面有一个问题,就是有多少物质进入了这个循环,有多少物质是无法利用而浪费了。据相关机构估计,重新进入下一轮循环的物质在10%以下,甚至更低!这是一个非常可怕的比例,几次循环之后物质就成了一盘散沙再也无法聚集成堆,当然那些超新星爆发中飞散到更远无可利用的物质也许会成为其他恒星的有益补充。

当然银河系不会那么快就迎来死亡,因为黄矮星和红矮星的寿命还是相当长的,但也就是这两类恒星,几乎就是个吝啬鬼,用完后就一声不吭挂了,也不爆一下还给宇宙。

红矮星宜居带内的行星

另外有一个问题是需要特别注意的,形成恒星的主要是氢元素,恒星循环之后氢元素比例越来越低,未来星系中形成恒星的规模肯定是朝着红矮星发展的,幸运的是红矮星简直就是超级耐力长跑选手,因此在遥远的未来,银河系中星星点点的唯有红矮星,犹如寒冷的冬夜几簇摇曳的篝火。


星辰大海路上的种花家


星系自我不会生产新星,需要捕获外星系物质再经过长时间聚合才有可能生成新星。质量差距不大到一定程度是不会捕获到星系外物质的,而且如果星系外物质质量很大有可能会捕获走本星系物质。我不确定能量能不能聚合成新物质,但是能量自我聚合物质消耗是非常惊人的。也就是说个人观点能量生成新物质需要长时间聚合并且新物质不会很大,但是不排除很多细小的新物质慢慢会聚集成新的星体,但过程相当缓慢。很有可能以人类生命时常不足以观测星体的聚合。


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