首页 > 科学技术 > 天文知识 > 星系演化

星系演化
2011-12-04 22:01:42   来源:   点击:

    天文物理中关键且前沿的研究领域,讨论星系的初始形成及後续的演化过程。

    星系是组成可见宇宙的基石,由恒星和灰尘云气组成。天文学家估计可见宇宙大约包含500亿到1,000亿的星系,每个星系大小形状各有不同,较小的星系称为「矮星系」,包含数百万到数千万颗恒星,而巨大的星系可能包含数千亿颗恒星。

    20世纪初期,美国天文学家哈柏(Edwin Hubble)在作了大量的星系摄影观测及分析之後,将星系分为三种,分别是「螺旋星系」、「椭圆星系」,和「不规则星系」,其中「螺旋星系」又包含一种「棒旋星系」。这种分类方法称为「哈柏分类法」,至今仍为天文学家所使用。

    银河系属於「螺旋星系」的一种,形状像是一个扁平的圆盘,圆盘直径10万光年,厚度约为2,000光年,大约包含2,000亿颗恒星,形成至今估计约已经100亿年。太阳位在这个圆盘其中的一只漩涡臂上,离银河中心约有3万光年。

    各式星系在早期宇宙中形成之後,即已开始演化。演化的原因有二,一是本身的恒星及云气不断形成新一代的恒星,而恒星本身也在不断演化,制造重元素,并在演化末期透过质量散失的各种途径,将富含重元素的云气再次散入周边的星际物质之中,造成星际空间物质组成的改变,也使得新一代恒星的组成不同,导致星系整体的演化;另一个演化的原因来自星系周边的环境,早期宇宙因为体积较小,星系的密度较高,彼此之间的距离也较接近,所以产生交互作用的机会极大。在交互作用的过程中,星系彼此透过潮汐力互相拉扯,改变彼此的形状,最终可能彼此融合成为一个新的星系。

    在交互作用星系互相拉扯的过程中,星系的部分质量可能散失,在变形了的星系周边拉出壮丽的「潮汐尾」,星系中大量的灰尘云气也可能受到彼此重力的影响,进入星系的核心,引发质量累积,形成核心的巨型黑洞,质量可以从数百万个太阳质量到数十亿个太阳质量。这些巨型黑洞会吞噬附近的云气恒星,这些物质落入黑洞的过程中会释放出大量的重力位能,在电磁光谱几乎所有的波段都会放出强烈的辐射,产生一个明亮的星系核心。这种具有明亮核心的星系,天文学家称之为「活跃星系」。近年来天文学家在许多邻近星系中心,都观察到有巨大黑洞的存在,但是多半处於休眠状态,并没有在大量吞噬周边物质,因此天文学家相信,许多现今的星系,过去应该也曾经经历过「活跃星系」的阶段。

    因为星系演化的过程复杂及多样,同时星系演化的过程无可避免地会影响宇宙的终极面貌,所以「星系演化」一直是一个天文物理研究中前沿的课题。天文学家近年来使用地面及太空的各式天文观测仪器,持续累积各个波段的观测记录,产生包含大量星系数据的资料库,提供了进入这个研究领域的人员丰富的研究素材。

    中文关键字: 太阳系 , 星云 , 潮汐力

相关热词搜索:

上一篇:臭氧洞
下一篇:焚风