銀河系一條手臂“斷了”,發生了何事?銀河系爲何看着是螺旋的?

儘管我們現在主要使用的是公曆紀年,很多節日也是近現代纔出現的,比如國慶節、勞動節,元旦節等等休假日都不是從古到今的傳統節日,但這並不代表我們已經不再重視傳統的節日。

中國傳統的農曆依然在我們生活中發揮着重要的作用,春節、端午、中秋、清明等節日依然會放假,人們也會食用這些節日裡的傳統食品,比如青團、糉子、月餅等等。除了這些法定假日之外,還有一個傳統節日也受到了年輕人們的青睞,那就是七夕節。七夕節是農曆的七月七日,傳說是牛郎和織女一年一度搭乘着鵲橋相會的日子。

現在,年輕人們已經將七夕節過成了中國的“傳統情人節”,而七夕節的傳說也是大家耳熟能詳的。其實在漫長的中國歷史中,牛郎織女的故事不斷演變,連兩人的身份甚至都發生了變化。但有一點不變的是,牛郎和織女最終被銀河所分開,兩個人只能夠在天上遙遙相望,一年僅有一天能夠見面。

牛郎和織女在我國古代分別指的是兩顆能夠在夏天看見的明亮恆星,分列於我們能夠看見的銀河兩側。今天我們要說的不是牛郎星和織女星的故事,也不是古人關於星空的浪漫想象,我們要說的是故事裡的另一個重要部分——銀河。

人類對於銀河的認識

銀河在我國古代又被稱爲“銀漢”、“河漢”等等,總之和“河流”是分不開的。如今生活在城市裡的我們已經遭受了嚴重的光污染,平時連星星都不常見,更不要說是浩瀚的銀河了,要想看到它只能夠去到那些遠離人類社會喧囂的地方,更加接近大自然。

在古人看來,銀河遠遠地在天上“流淌”,他們不會想到其實我們也“身在此山中”,也是銀河的一部分。我們居住在地球上,而地球是一顆圍繞着太陽旋轉的行星。那麼,太陽就是宇宙的中心嗎?在很長一段時間裡,人們確實是這樣認爲的。但是後來的天文學研究否認了這一觀點。

從16世紀開始,不斷地有天文學家經過觀察和計算,發現太陽並不是我們所知的唯一的恆星,在宇宙中還有無數像太陽系一樣的恆星系統。這些恆星組成了一個鬆散的集合體,那就是銀河系。

在發現了銀河系的存在之後,天文學家再次發現了一個關於恆星的奧秘,那就是恆星也在不斷地運動着,它們並不是真正“恆定不動”的,哪怕是太陽也一樣。實際上,太陽只是銀河系邊緣一顆不起眼的恆星而已,銀河系中比太陽更大、更明亮的恆星比比皆是。

我們的星系究竟是什麼樣子?

那麼,我們的星系究竟是什麼樣子,是像我們肉眼看到的那樣,是一條“長河”嗎?其實並非如此。根據科學家們的觀測,銀河系更像是一個“圓盤”,中心部分比邊緣更厚、天體更加密集,有一種“荷包蛋”的感覺。

從銀河系最中心向外,分別是銀心、銀核、銀盤,最外層還有銀暈和銀冕。從銀河內部逐漸向外,天體的“年齡”也是不一樣的,總體來說是越往內部的恆星越“蒼老”,最核心大多是一些白矮星等等。太陽處在銀河系的邊緣部分,獵戶旋臂上,年齡只有50億歲,處於一顆恆星的壯年,大約還需要50億年纔會進入下一階段。

由於我們和銀心之間有着衆多的宇宙塵埃,因此我們是很難直接看到銀心的,只知道那裡的恆星密度非常高。在那之外的銀盤是銀河系物質的主要組成部分,並且從銀河系內部開始向外伸出了五條主要的旋臂,這些旋臂我們用其包含的主要可觀測星座命名,比如獵戶臂、英仙臂等等。

之所以將這些部分稱作是“旋臂”,是因爲這裡的整體形狀是向左旋轉的。爲什麼這些恆星系都會向着同一個方向旋轉呢?這當然是因爲和地球圍繞着太陽轉一樣,銀河系也存在着一個“引力中心”。

爲什麼銀河系會旋轉?

我們先來說說宇宙中的公轉,就拿我們的地球來說,我們確實受到了太陽引力的控制,然而我們之所以沒有直接撞向太陽,是因爲我們的地球同時也在進行着不間斷地自轉,產生的離心力讓地球能夠保持平衡,我們才能夠日復一日、年復一年地旋轉下去。

同樣地,太陽也在同時進行着自轉和公轉,其引力中心點就是銀心。那麼,銀河系的中心究竟有着什麼,能夠讓這麼多的恆星一起旋轉使銀河呈“螺旋形”?一直以來,人們對此都沒有定論。

一些人認爲,銀河系的中心是一個巨大的黑洞,因此纔會吸引着衆多的天體。這個黑洞和我們觀測到的普通黑洞不同,可以說是一個“超級黑洞”,只有這樣才能夠產生如此之大的引力。銀心的外表看起來像是一團散發着強光的氣體,科學家們推測可能是因爲其中發生過大量超新星爆發事件。

這一理論顛覆了人們以往對於黑洞的認知,我們以往認爲,在黑洞的周圍不會存在這麼多的天體,更不要說是一整個星系了。但事實證明,只有緻密的黑洞才能夠成爲龐大星系的引力中心。

銀河系的“手臂”斷了?

科學家們一直在觀測着我們的星系,但對於地球所處的位置來說,我們直接使用光學檢測儀器去觀測銀河並不現實,因爲我們沒有辦法對銀河進行“俯視”。於是,科學家們選擇了射電的方法對銀河系進行監測,先獲得電磁波信號數據,然後再通過這些數據去重構,以獲得銀河系的三維圖像。

在近期的監測中,科學家們卻發現這些重構的圖像有不尋常之處,銀河系的一條旋臂看起來就像是“斷了”,從中伸出一個完全不相容的部分,這是怎麼一回事?

我們在上文就說到了銀河系處在不停地旋轉當中,因此銀河系的旋臂也呈現出整體左偏的趨勢。而那些“伸出”的斷裂部分,卻指向的是和銀河系的旋轉完全不同的方向,這些物質後來被科學家們證實,是一些年輕的恆星和氣體雲。

銀河系是一個不斷輪迴着的星系,在衆多恆星變老的同時,新的恆星也在不斷誕生。但我們不知道,爲什麼這些新生的恆星會不受銀河系總體的引力控制,去轉向另一個方向。

很顯然,新生的恆星和氣體雲並沒有抵抗銀河系引力中心的能力,它們終究會像其他的恆星一樣被銀心捕獲,然後開始進行自己長期的旋轉。但是事實告訴我們,人類對於銀河系的認知還是片面的、不足的,我們只能夠知道銀河系的部分現實,無法得知它的全部真相。

作爲一顆銀河系中恆星系的行星,地球無比渺小,上面的人類更是連宇宙的塵埃都比不上。但是,這並不能阻止我們去了解更大的世界,去用各種辦法“看到”銀河系乃至於整個宇宙。或許在未來的某一天,我們可以揭開銀河系旋臂“斷裂”的真正原因。

銀河系之上的宇宙

儘管銀河系對於人類來說已經龐大得難以想象了,但是這並不代表在銀河系之上還沒有更大的天體系統。人們在長久的觀測中發現,銀河只是更龐大的“組織”的一部分,就像太陽只是銀河系的一部分那樣。

我們的銀河系和其他的星系組織組成了本星系羣,這是一個比較疏散的天體組織。衆多的星系羣、星系團組成了室女座超星系團,這其中有一百個左右的“成員”。在那之上,還有着一個更大的“神秘組織”,那就是拉尼亞凱亞超星系團。

拉尼亞凱亞超星系團的整體質量是銀河系的十萬倍,看起來就像是一片流蘇,或者是一根“羽毛”。在這個系統中,蘊藏着數百個星系團和星系羣,其中還有一些因爲被銀河系的“隱蔽帶”遮住而無法看到。

拉尼亞凱亞超星系團是宇宙中總體最大的天體系統之一,而且在這個巨大超星系團的中心,也有一個引力中心的存在,這個引力中心被科學家們稱之爲“巨引源”,至於巨引源到底是什麼,現在我們還無從得知。也許在以後,我們能夠觀測到這個神秘的引力中心,弄清楚宇宙深處的更多奧秘。

結語

我們對於宇宙的認知是逐漸加深的,儘管我們已經總結出了宇宙誕生的過程——也就是大爆炸,但這並不代表我們就完全瞭解這個宇宙了。對於現在的人類來說,我們能夠有一定了解的只是“可觀測宇宙”,在那之外還有一個龐大的世界。

因爲宇宙依然在不斷地膨脹,並且速度已經超過了光速,所以我們幾乎是不可能看到可觀測宇宙之外的世界的。根據科學家們對於宇宙曲率的測算,我們所處的這個物質宇宙可能真的是一個無限的空間,這代表着我們的科學探索也是“永無止境”的。

我們不應該因爲宇宙的無限就灰心喪氣,因爲人類要做的並不是“征服”我們所在的世界,而是不斷地進步,去發掘更多的秘密,讓我們的文明更加發達。

既然我們身處一個無限宇宙,那麼在其中必然還有其他的文明,我們未來會不會和這些文明相遇?如果我們自身不夠強大,又怎麼去面對未知的世界呢?所以,人類的科學研究勢必繼續下去。