科学:银河系密度波
一的法则吧
全部回复
仅看楼主
level 8
凡人Bruce 楼主
我们在宇宙中的家,是由引力维系在一起的恒星(数千亿颗总体上类似太阳的恒星)、气体和尘埃聚集成的宇宙岛,属于盘状星系,直径约3万秒差距,周围是可见的球状星团构成的晕,镶嵌在只能通过引力影响得知其存在的更广阔得多的暗物质晕中。 我们银河系(银河系和星系的英文名拼写相同,为了区分两者,英文总是用大写开头的Galaxy专指我们的银河系)最显著的可见特征是横跨天空的微弱光带,叫做天河(南半球部分比北半球部分亮),望远镜表明它由大量恒星组成,这些恒星太黯淡(在天空中也挨得太近),人类肉眼无法分辨出单个的恒星。天河实际上是我们从银河系盘内部看到的数十亿颗盘内恒星展示的景象;从我们的所在地到银心的距离大约是盘中心到边缘路程的三分之二,我们在银河系中的地位一点也不特殊。 天河的有些地方被星际物质暗云遮挡,看起来像是天河中的洞。但射电望远镜观测证明银河系物质实实在在分布在一个盘内,其中有伸展到整个盘范围的旋臂。我们的银河系确实是一个普通盘状星系,与用望远镜看到散布天空的数百万其他盘状星系无异,我们在宇宙中的地位一点也不特殊。 银河系盘直径虽然广达30千秒差距(太阳离中心约9千秒差距),盘外区的厚度却只有300秒差距左右。 同其他盘状星系一样,我们银河系的中心是一个由恒星组成的颇像小椭圆星系的核球。核球的直径约7千秒差距,厚1千秒差距;从地球上看,它位于人马座方向。银河系最中心处可能有一个特大质量黑洞。银河系中心区与它的晕一样,只含叫做星族Ⅱ的老年恒星(年龄约150亿岁),几乎没有气体或尘埃;银河系盘则含有各种年龄的恒星,包括年轻的星族Ⅰ恒星。 星族Ⅱ恒星被认为是在银河系本身形成时首次爆发式恒星形成过程中产生的。最年轻的恒星聚集在盘中心一个厚约500秒差距的薄层内,那里的恒星形成仍在继续。稍年老的恒星(20-50亿岁)则分散在整个盘中,太阳就是这些中年恒星之一。 大致说来,银河系的恒星总数与大小如一座大教堂的仓库中塞满的稻米粒数相等。但如果每颗恒星用一粒稻米代表,那么我们银河系的等比例模型直径将等于从地球到月球的距离(大约400,000公里)。 银河系盘中的恒星,还有气体和尘埃云,均环绕银河系中心运动,其方式与行星环绕太阳运动相似。每颗恒星绕银心运动的速率依赖于它到中心的距离——离中心较远的恒星比离中心近的恒星运动得较慢。太阳在轨道上的运动速率约250公里每秒,绕银心运动一周约需2.25亿年(这一时间长度有时叫做宇宙年)。对恒星运动行为的研究可以探知作为整体的银河系引力场的本质,并能推算它的总质量。它大约是我们太阳质量的1万亿倍,大致10倍于银河系全部恒星质量的总和。这是我们银河系中存在范围远远超出明亮恒星盘的暗物质的强有力证据。 由于银河系中新的恒星不断形成,并在经历其一生发展后逐渐消亡,加之所有东西都以自身速率绕中心运动,所以,尽管银河系的基本形象大致维持不变,其总体外貌的细节却以天文时间尺度不断变化。这种情形早已被比拟为生物体的生命史,天文学家也随心所欲地使用‘诞生’、‘演化’和‘死亡’等等词语来描绘恒星和星系的行为。星系作为不断演化的‘生命系统’这一性质的关键,是物质云在通过旋臂时一再被挤压。 表面上,在类似我们银河系的星系中,明亮恒星臂勾勒的旋涡图案宛如一杯黑咖啡中被搅动成弯曲盘旋的奶油显示的图案。但正如奶油的旋涡图案因较差自转而很快混合成均匀棕色,银河系的旋臂也应该在整个星系完成几次自转后变得模糊不清——大约在10亿年以内。然而,与你在咖啡中搅动的奶油不同,旋臂并不被自转‘绕紧’。旋涡图案是由沿旋臂边缘分布的明亮年轻热星造成的,而这些年轻热星产生于进入旋臂并被那里的激波挤压的气体尘埃云。激波才是基本的旋涡特征。 
2007年05月14日 13点05分 1
level 8
凡人Bruce 楼主
旋涡图案是密度波的可见部分,密度波绕银河系运动,其方向与恒星运动方向相同,但比较慢。假设你从盘面上方很远处俯视银河系,就能想像出这是如何发生的。每颗恒星沿着几乎完美的圆轨道绕银心运动,但它同时又在其他恒星和暗物质的引力作用下不时向内和向外稍稍偏离轨道弯弯曲曲地前进。实际上,恒星沿一个小的圆轨道运动,这个小圆轨道的中心又沿绕银心的圆轨道运动——这很像扩大到星系规模的古代本轮体系。这种弯弯曲曲运动使恒星在某些地方聚集,而形成密度波。密度波绕银河系运动的速率约30公里每秒,盘中的恒星和物质云的速率为200—300公里每秒,从而赶上并穿过密度波。 这就产生了沿着旋涡图案边缘的激波,犹如巨大的旋涡声爆。气体尘埃云因交通阻塞正好聚集在每个旋臂的后面,它们在弯曲旋臂内侧被挤压,触发了爆发式的恒星形成。 这个过程基本上是自我维持的。以这种方式形成的最大恒星很快走完它们的生命历程,然后爆发为超新星。超新星爆发产生的强劲激波通过近旁星际物质,正是引起其他云坍缩而形成更多恒星所需要的。过程一旦启动,它就像森林火灾那样蔓延到力所能及的银河系区域。寿命较长的较小恒星和存留下来的星际物质云则继续其通过旋臂和绕银河系的旅行。但是,物质穿过旋臂后,在绕银河系的运动中,用不了很久(从天文时间尺度看)就会遇到下一个旋臂,于是再次被挤压。银河系盘中的一切东西,在绕银河系中心运动时,都反复经受这一挤压过程。 天文学家估计,在太阳轨道之内的盘体中,分子云形态的物质,总共可能达到30亿倍太阳质量。这等于我们银河系同一区域(包括中央核球)中恒星总质量的15%。分子云由恒星在其生命终结时抛出的物质构成;分子云物质不断地转变成恒星,恒星物质也不断地循环使用以产生新的分子云。 计算机模拟证明,一个自转盘状星系通过这一过程产生的扰动,其自然形态正好是旋涡结构;这些模型还表明,旋涡图案不可能坚持很久,除非整个盘镶嵌在一个大的暗物质云中。暗物质的引力作用能维持旋涡图案稳定,使它在其形状最终改变成星系中心区的棒状结构之前能够维持长久得多。我们已经观测到很多这样的棒旋星系,我们银河系也可能朝这个方向演化。有证据表明我们银河系中心已经有了一个小小的恒星组成的棒,但银河系中心区很难观测,因为它被天河平面上的气体和尘埃挡住了。 整个过程最惊人之处在于,大质量恒星(它们只存活100—1000万年)从坍缩时间尺度10-100万年的云中形成,却要维持存留至少10亿年的旋臂。在这一过程中,尘埃和气体转变为新恒星的速率几乎同老年恒星将物质返回给星际介质的速率完全一样,而这两者在整个银河系中每年仅仅涉及两倍太阳质量的物质。这听起来觉得很少,但几百万年相加却能达到惊人数量。 整个过程大致保持稳定,就像由大量细胞组成的生物体,虽然许多细胞的寿命只有几星期,却能维持身体长达70年或更久。你的身体随时在‘损失’细胞(主要从你的皮肤和肠子内壁),但你却不会‘消耗殆尽’,因为损失的细胞不断由新细胞取代。与此类似,旋臂中的恒星不停地离开,并随着年龄增大而逐渐逝去,但旋臂并不‘消失’,因为旋臂内侧不断有新的明亮蓝星诞生。 顺便说一句,你身体中的细胞比银河系中的明亮恒星多1,000倍,所以银河系是一个比人体简单得多的‘生物体’。
2007年05月14日 13点05分 2
level 8
凡人Bruce 楼主
中外天文学家首次高精度测得英仙臂距离 上海天文台徐烨博士与南京大学天文系郑兴武教授、美国哈佛-斯密松宁天体物理中心Mark Reid博士、德国马普射电天文研究所Kark Menten教授合作,用世界上分辨率最高的射电望远镜,精确地测定了离地球约6370光年一个大质量分子云核的距离和运动速度。它是迄今为止,在天文学中精确测定的最远天体的距离。通过对这个分子云的距离和速度的精确测定,解决了在天文学里银河系漩涡结构中离太阳最近英仙臂距离的长期争论;其结果有力地证明了银河系密度波理论。研究成果发表在2005年12月9日出版的Science上。四位科学家给出的结果意味着人类能够首次直接测量银河系的大小和它的运动学,对精确测量宇宙的大小和年龄具有重要的意义;另外该项观测技术对精密射电天体测量的潜在意义也得到了天文学家的高度评价。http://www.astron.sh.cn/2005/news.asp?id=274
2007年05月14日 13点05分 3
level 8
凡人Bruce 楼主
本文出自科学家之笔我本人感兴趣的是最后一句话:“顺便说一句,你身体中的细胞比银河系中的明亮恒星多1,000倍,所以银河系是一个比人体简单得多的‘生物体’”当然我不认同他认为宇宙只是一个简单生物体的观点,哈哈,一的法则爱好者们都知道银河系本身所具备的智能与生命活力。这个科学家只是刚刚开始看到宇宙生命的部分显现。
2007年05月14日 13点05分 4
level 1
好象星系都呈逆时间方向旋转,这应该是我们这个宇宙的规律之一,地球创世造人之初被我们的创始者带来的表明宇宙规律的符号象征卍却被我们地球人类即此发展出一门宗教-佛教来,并称为佛教的万字符,世人只知盲目崇拜表象,热衷于宗教的仪轨,仪式,教义,烧香磕头,却不明白符号内中所蕴含的深刻含义。另,希特勒选“卐”字做标志,与卍字符旋转方向相反,可谓与宇宙大规律逆其道而行,是故意还是天意?所以他们走向了负面,可见世间万物的联系息息相关。另,F.L.G的标志也是右旋的“卐”,也是负面。
2007年05月15日 01点05分 5
level 8
凡人Bruce 楼主
想象一下如果你位于银盘面的所谓上方俯视,是逆时针那么如果你位于银盘面的所谓下方仰视呢?不就是顺时针了么?“正面”或是“负面”只是与观察者所在的角度有关所以,评判之前先深思自身所处的位置万字符的相关探讨已经有过帖子http://post.baidu.com/f?kz=185200202
2007年05月15日 01点05分 6
level 8
凡人Bruce 楼主
http://post.baidu.com/f?kz=185250159
2007年05月15日 01点05分 7
level 5
美啊
2007年05月20日 07点05分 8
level 0
支持,楼5,好象星系都呈逆时间方向旋转,这应该是我们这个宇宙的规律之一,地球创世造人之初被我们的创始者带来的表明宇宙规律的符号象征卍却被我们地球人类即此发展出一门宗教-佛教来,并称为佛教的万字符,世人只知盲目崇拜表象,热衷于宗教的仪轨,仪式,教义,烧香磕头,却不明白符号内中所蕴含的深刻含义。 另,希特勒选“卐”字做标志,与卍字符旋转方向相反,可谓与宇宙大规律逆其道而行,是故意还是天意?所以他们走向了负面,可见世间万物的联系息息相关。另,F.L.G的标志也是右旋的“卐”,也是负面。
2007年06月02日 06点06分 9
level 0
密度波理论是 这个问题的解决的很好开端,但 目前还要 继续发展
2008年07月07日 16点07分 10
level 0
9楼的搞错了,你好好看看,到底哪个是正面,希特勒的是立起来了,不是平的
2009年06月23日 10点06分 11
1