爱读书 探索 银河系逃脱了被巨引源吞并的惩罚,但它死罪可免,活罪难逃

银河系逃脱了被巨引源吞并的惩罚,但它死罪可免,活罪难逃

天体的运动很复杂,但也不外乎自转和公转两种,比如地月系,尽管月球总是一面朝着地球,但它仍然在自转!地月系围绕太阳公转,太阳带着一大帮小弟围绕着银河系公转,从天体运动的规律看,银河系在围绕这哪个天体公转呢?

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银河系的自转运动

星系的运动不比小尺度的恒星系,身处地球的我们一直到哥白尼时代才发现了地球是绕着太阳公转的,其实发现这个规律并不难,唯一要求的就是拨开乌云,因为地球的自转造成我们极大的视觉干扰,总是以为天体绕着地球转!

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当然只要仔细记录每天观测的行星的位置,连起来就是一个行星的轨道,我们就能发现太阳系的中心就是这个上图已经下山的太阳!但发现银河系自转可就没那么容易了!主要因素是银河系尺度太大,恒星运动非常不明显,在光谱红移判定天体运动的理论出来之前,用望远镜观测恒星唯一简直就不可能,当然还有另一个原因是我们身处银盘面上,观测极不顺利!我们认识银河系经历了如下大致过程:

  • 1755年康德认为恒星和银河是一个天体系统;
  • 1785年赫歇尔观测了大量恒星后认为太阳位于银河系中心;
  • 1918年沙普利通过观测后认为太阳在银河系边缘;
  • 1926年,贝蒂尔·林德布拉德分析出银河系也在自转;

现代天文通过观测大量的恒星,比如伊巴谷卫星和盖亚卫星,测量了大量的恒星位置准确数据,建立了迄今为止银河系最为精确的3D模型,得以让我们直观的了解到太阳在银河系中的位置!太阳系距离银心约2.7万光年,位于人马臂与猎户臂之间,紧靠猎户臂的内侧,大约2.5亿年环绕银河系一圈!

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银河系中的恒星运动是比较复杂的,但在银河系中心庞大质量和暗物质的拖拽下,在大尺度范围内看到的仍然是规律公转的,不过如果规模没有银河系大的矮星系其运动方式就非常值得商榷了!

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上图是大麦哲伦星系的自转示意图,看上去像不像指纹“箩”?因为它是一个矮星系,中心质量比较分散,因此公转过程中受到引力影响太大,使得它无法作为一个稳定自转的“美男子”。

银河系的运动

星系的运动就没有自转那么规律了,而且到了星系这个规模,相对于谁运动这是一个有趣的话题,当所处的空间足够宽阔时,我们就很难发现自己在运动!而宇宙刚好就是这样,不过1964年发现宇宙微波背景辐射后,事情就有改观了。

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因为宇宙微波背景辐射非常均匀,一般波动都不超过万分之几,因此美国物理学家乔治·斯穆特想到了一个测量宇宙微波背景辐射的偶极异向性,来推测银河系运动速度!

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1977年,乔治·斯穆特通过安装了微博探测器的U-2侦察机测得宇宙微波背景辐射的偶极异向性数据,据此推测出银河系在宇宙中运动速度为390±60 km/s,这个速度和太阳系在银河系中运动相反,因此这个速度得加上太阳系在银河系中的运动速度220千米/秒,合计大约为600千米/秒!

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银河系的运动方向指向长蛇座。

银河系有运动方向,但不是公转运动

银河系的运动速度已经超过了600千米/秒,假如它是围绕这某个天体公转,却又不被甩掉,而且银河系总质量高达太阳的1500亿倍,请问这需要多大质量的黑洞才能拽着银河系并且让它环绕自身公转呢?

附近不存在这样的黑洞,因此银河系的运动方式无法以公转来衡量!1979年天文学家发现长蛇-半人马座方向可能存在超星系团,1985年又发现本星系群在朝向室女座星系团方向运动,并且也发现本星系团和室女座星系团一起向长蛇-半人马座方向运动。

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1988年国际天文研究小组“七武士”分析了400个临近椭圆星系的运动,发现了银河系和附近的数百万个星系正在以每秒超过600千米至1000千米的速度朝着半人马座方向一个未知引力源方向运动!

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这就是后来被称为巨引源的发现始末,具体方位在银经307度、银纬9度,距离银河系大约1.5-2.5亿光年,据估计质量大约是3-5.4×10^16倍,因为位于银盘面方向,受到大量尘埃遮挡,距离准确度估值误差范围很大。

银河系会掉到巨引源这个坑里吗?

这应该是大家很关心的事情,毕竟我们就在银河系中,它带着我们向一个未知的引力源狂奔,而且还不是公转,这绝对是一个令人心碎的消息,万一哪天成功奔入大坑,那整个银河系不是报销了吗?其实我们可以来算一算,根据哈勃常数计算下巨引源远离我们的速度!

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哈勃常数67.15千米/秒,这个速度是每隔326万光年上增加的速度

巨引源距离银河系1.5亿至2.5亿光年,我们取值下限1.5亿光年。

V=1.5亿光年/326万光年×67.15千米/秒=3089.72千米/秒

速度最快的星系靠近巨引源的速度也只有1000千米/秒,根本就赶不上巨引源远离我们的速度!当然这并不是巨引源本身的速度,而是万能的宇宙膨胀救了我们!

银河系死罪可免,活罪难逃

早先认为大小麦哲伦星系可能会被银河系吞并,而后银河系将于仙女星系在40亿年后合并,但最新的观测表明大麦哲伦星系可能会逃离银河系,因此未来大麦哲伦星系可能会先和仙女星系合并,未来再与银河系合并。

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本星系三大星系的运动趋势

不过无论哪种观测结果,未来本星系群走向合并是一件大概率事件!但各位无需担心的是星系合并并不像整个宇宙都可以听到的黑洞或者中子星合并,而是会静悄悄的发生,甚至生命将会在无知觉的过程中,星系就完成了合并!

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