恒星锻造的元素构成了每一个人

恒星锻造的元素构成了每一个人,第1张

星星在天空中闪烁,就像每天一百万次眨眼。

在我们的天空中,每天都发生着恒星的泯灭,我们可以在天空中通过天文望远镜看到垂死恒星,和恒星爆炸后的残骸——超新星。

其实你知道吗?,我们人类自己本身和人类所使用的一切东西、见到的一切东西,对于宇宙中的物体有很深的联系,因为人体本身的每一种成分都是由恒星锻造的元素构成的。

人体的每一种成分都是由恒星锻造的元素构成的。你的食物、自行车和电子产品的所有组成部分也是如此。同样,每一块岩石、植物、动物、每一勺海水和每一口空气的存在都要归功于遥远的太阳。

所有的恒星都像是一个巨大的熔炉,他们像永远也燃不尽似的。体内的高温会导致原子互相碰撞,产生新的元素。即便是在生命的晚期,大多数的恒星会爆炸,而在他们体内形成的元素会射向宇宙中遥远的角落。

不仅仅超新星爆炸会产生新的元素,在两颗行星碰撞过程中也可能产生新的元素。

天文学家已经证明了,在两颗濒临死亡的恒星之间,遥远的碰撞中产生了黄金。

在已经发现了的星系中,有一个在之前消失许久的叫做“星爆”星系的光。它形成于宇宙大爆炸之后不久,这个星系就以惊人的速度大量产生恒星。像这样的特殊恒星工厂可能有助于解释足够多的元素是如何形成太阳系的。

这些发现可以帮助我们更好地理解宇宙万物的起源。

元素是构成宇宙的基本模块。

只是地球上就有92种自然元素,其中有碳、氧、钠和金。它们的原子是非常微小的粒子,所有已知的化学物质都是从这些粒子中产生的。

每个原子都像一个太阳系。在它的中心有一个很小的原子核,是一个有指挥能力的结构。这个原子核由质子和中子这两种束缚粒子混合而成。原子核中的粒子越多,元素就越重。化学家们编制了图表,根据结构特征(如质子数)对元素进行排序。

他们排行榜上的第一名是氢。元素1,它有一个质子。接下来是氦,带两个质子。

人和其他生物都富含碳,元素6。地球上的生命也含有大量的氧,素8。骨骼富含钙,元素20。26号,铁,让我们的血液变红。在自然元素周期表的底部是铀,它是自然界的重量级元素,有92个质子。科学家们在实验室里人为地制造了更重的元素。但这种情况极其罕见,而且持续时间极短。

宇宙并不总是拥有那么多的元素。回到140亿年前的大爆炸。

物理学家认为,那时物质、光和其他一切都从一个豌豆大小的、密度惊人的热质量中爆炸出来,这引发了宇宙的膨胀,一种质量向外扩散的现象一直持续到今天。

大爆炸在一瞬间结束了。但是它开启了整个宇宙。大爆炸之后唯一的就是元素是氢和氦。仅此而已。为了制造那些较重的元素,较轻原子的原子核必须融合在一起。这种核聚变需要很高的热量和压力,所以这些变化只能在恒星的内部实现。

在大爆炸之后的几亿年间,宇宙中只有巨大的气体云。它们由大约90%的氢原子组成,剩下的都是氦。随着时间的推移,重力越来越多地把气体分子拉向彼此。这增加了它们的密度,使云更热。

就像棉花一样,他们缠绕在一起,开始聚集成称为原星系的球体。在其内部,物质继续聚集成密度越来越大的团块。其中一些发展成恒星。即使在我们的银河系中,恒星仍然以这种方式诞生。

这是一位艺术家对两颗中子星相撞瞬间的描绘。中子星是在两颗恒星爆炸成超新星后留下的密度极高的核心

恒星所做的就是把轻的元素转换成重的元素。恒星越热,它能产生的元素就越重。

太阳的中心大约是1500万摄氏度(约2700万华氏度)。这听起来可能令人瞠目结舌。然而,就因为像太阳这样的中等大小的恒星“不会热到产生比氮重得多的元素,或者说它们只能产生氦,并且太阳主要产生氮

要锻造更重的元素,所要需要的熔炉必须比太阳大得多、热得多。至少要比太阳大8倍才能锻造出铁元素,即26号元素。要制造比这更重的元素,恒星必须死亡爆炸时才有可能产生。

如果要制造一些最重的元属,比如铂(第78号元素)和金(第79号元素),可能需要更极端的天体暴力:比如恒星之间的碰撞!是否你无法想象的到?

2013年6月,哈勃太空望远镜探测到两颗中子星(超高密度天体)相撞。天文学家测量了碰撞发出的光,这些光可以说是提供了烟花中化学物质的“指纹”,为我们揭示了黄金的形成。

由于类似的撞击很可能每10000年或10万年才会在一个星系中发生一次,所以这样的撞击可能会占据宇宙中所有的黄金。

没有一颗恒星是永恒的。“恒星的寿命约为100亿年,”

自身的重力总是把恒星的各个部分拉得更近,只要一颗恒星还有燃料,核聚变产生的压力就会向外推动,抵消重力。

但是一旦大部分的燃料都燃烧完了,那么恒星内部就没有核聚变来对抗它(重力),“重力就会迫使核心坍塌,”

恒星死亡的年龄取决于它的大小。中小型恒星不会爆炸。

当它们的核心或较轻的元素坍塌时,恒星的其余部分就会像云一样慢慢膨胀。它膨胀成一个巨大的,不断生长的发光的球。

在宇宙中,这样的星星又冷又暗。它们变成了天文学家所说的红巨星。在红巨星的外光环中将会许多的原子飘向太空。

再大点的恒星会走到一个非常不同的终点。当它们的耗尽燃料时,它们的核心就会坍塌。这使得它们非常密集和热。瞬间就能锻造出比铁还重的元素。这种原子聚变释放的能量触发恒星再次膨胀。这颗恒星便没有足够的燃料来维持聚变,会再次坍缩,巨大密度使它再次升温,之后它会融合原子,产生更重的原子。

一次又一次的脉冲,它稳定地形成越来越重的元素。

不过令你惊讶的是,这一切都发生在几秒钟之内。然后,会以比超新星更快的速度,在一次巨大的爆炸中自毁。

原子会爆炸到太空中,之后他们会走很长的一段路。

一些原子从红巨星中缓慢地漂移。另一些则从超新星以扭曲的速度发射。不管怎样,当一颗恒星死亡时,它的许多原子会喷向太空。最终它们被形成的新恒星甚至行星所循环利用。所有这些元素的构建都“需要时间”。也许是几十亿年。但宇宙并不匆忙,然而,事实确实表明,一个星系存在的时间越长,它所包含的重元素就越多。

想想银河系,46亿年前,当我们的星系还年轻的时候,比氦重的元素只占银河系的15%,现在已经高达2%。

2013年,天文学家在夜空中发现了一个非常微弱的红点。他们把这个星系命名为HFLS3。这个星系里面形成了数百颗恒星。天文学家把这种有如此多的恒星涌现出来的天体称为星暴星系。加州理工学院天文学家博克说:“HFLS3形成恒星的速度是银河系的2000倍!”

说一句题外之言。可不可以?为了研究遥远的恒星,许多的天文学家本质上成为了时间旅行者。光穿过宇宙可能需要几个月到几年的时间,有时甚至是几千年。所以当我们描述恒星的诞生和死亡时,只能使用过去时态。

一光年是光在365天内传播的距离——946万亿公里(约6万亿英里)。HFLS3距离地球超过130亿光年,它微弱的光芒才能到达地球。因此,在过去120亿年多的时间里,在它附近发生的事情我们将不会知道。

但是HFLS3上到来的旧消息确实带来了两个惊喜。首先:它是已知的最古老的星暴星系。事实上,它几乎和宇宙本身一样古老。虽然我们现在发现了HFLS3,但是HFLS3当时所处的宇宙只有88亿年的 历史 。那时的宇宙就是一个虚拟的婴儿。

HFLS3并不像天文学家们所预期的那样,只包含氢和氦。我们在研究它的化学成分时,发现它含有重元素和尘埃,这些元素和尘埃一定来自早期的恒星。这就好比人类尚未发展,就已经出现了一座未来城市。

这个被称为HFLS3,是一个造星工厂。正如之前我们提到的那样,它正在猛烈地将气体和尘埃转化为新的恒星,其速度是我们银河系的2000多倍。它的星爆率是有史以来最快的之一。

银河系大约有120亿年的 历史 。以它的造星速度不足以让恒星产生地球上所有的92种元素。这么多的重元素是如何快速累积起来的,这一直是个谜。或许,星暴星系并不那么罕见,它们可能是早期推动重元素的产生原因。

大约50亿年前,银河系中的就恒星已经产生了地球上现存的92种元素。只不过不是自己创造的,而重力把它们拉到一起,把它们打包成一个炽热的宇宙炖锅,最终结合在一起形成了我们的太阳系。几亿年后,地球诞生了。

在接下来的10亿年里,地球上出现了生命的最初迹象。没有人确切地知道这里的生活是如何开始的。但有一件事是清楚的:构成地球和地球上所有生命的元素来自外太空。

我们,包括你身体里的每一个原子都是在恒星的中心形成的,甚至来自恒星之间的碰撞。

我们常常会想到自己是独自一人,现在看来,或许不是。

如果构成地球上生命的元素是从太空开始的,它们是否也在其他地方创造了生命

没有人知道。但这并不是因为缺乏尝试,相反我们一直在寻找,一直在寻找太阳系之外的生命。

但是看到这张图了吗?

只有有足够的重元素行星才能形成生命。

我们可能真的是银河系中唯一的生命,因为在太阳出现之前,没有太多的行星具备这些元素。

地球可能是银河系的第一个文明,但不是最后一个。

原子 构成所有物质的微小颗粒。每个原子由被电子包围的核组成。

星系 由引力吸引形成的恒星,行星和尘埃系统。

重力 任何两个物体之间的吸引力。质量越大,重力越大。

光年 光线在一年内传播的距离约为948万亿公里(近6万亿英里)。

红巨星 生命最后阶段的一颗古老的恒星,具有相对较低的表面温度。这颗恒星极大地膨胀并且经常显得微红。

超新星 年迈的爆炸恒星。

这篇好的文章不要被埋没。。

1888年出版的《星云星团新总表》(NGC)及其《补编》(IC)刊载了 13,226个非恒星天体和非单星天体,后来判明其中绝大多数是河外星系,这为星系天文学的诞生准备了基本资料。1919年,哈勃用当时最大的15米和25米反射望远镜发现了近距星系──仙女星系NGC 224(M31)、三角星云NGC 598(M33)、人马座星云NGC 6822中的造父变星,并根据周光关系,测定了距离,证明它们在银河系之外,并且指出当时统称为星云的天体,大多是和银河系同一等级的恒星系统,把它们命名为河外星系,简称星系。接着,哈勃在前人发现的基础上,还揭示了星系世界普遍有谱线红移效应以及星系距离和红移大小成正比的规律,从而建立了星系天文学。五十年代以前,星系天文学主要沿着两个方向发展。一是研究以10年为演化尺度的星系(即所谓正常星系)的形态、结构、运动和物理状况;建立形态分类系统,把大多数星系纳入旋涡、棒旋、透镜、椭圆和不规则五大形态框架;通过星系的自转以及星系群的运动,测定星系的质量,表明从10~10太阳质量的矮星系、10~10太阳质量的巨星系、直到10~10太阳质量的超巨星系,大小可差7个量级;用测光方法和光谱方法探讨星系的恒星成分和气体成分,以及星族的划分和分布等。另一方向的进展是,建立并改进星系距离尺度,通过星系的空间分布、成团现象和红移效应,探索大尺度宇宙结构,描述今日所公认的百亿光年范围的可观测宇宙等。近三十年来,逐步打开了射电、红外线、紫外线、X射线和γ射线“天窗”;发现了短于10年的激扰活动和高能现象;探测到射电星系、类星体等形形色色的特殊河外天体;这些发现都向天体物理学和传统观念提出了严重的挑战。今天的星系和星系际空间的研究已成为天文学最活跃的领域之一。研究星系的起源和星系的演化、宇宙物质的蟪叨冉峁购陀钪嬷械母吣芑疃o可以推动天文学和天体物理学不断向前发展。

小星系一旦靠近巨星系,就会受到强大的引力潮汐作用,逐渐扭曲、瓦解,并被拉成纤细而壮观的星流。

发现这些星际移民,需要一双锐利的眼睛。从理论上说,这些恒星会排成长长的一串(也就是星流,stream),从而暴露自己的行踪,就像拥挤舞池中的康加舞队一样(康加舞起源于拉丁美洲,舞者会排成一个长队一起舞蹈)。

逆流追溯,有些星流会通向球状星团或者银河系的某个卫星星系——那里大概是星流中恒星的发源地,有些星流则通往那些发源地如今仅存的遗迹。但实际上,由于“土著居民”相对均匀地分布在银河系中,星流几乎无法从点点繁星中突显出来,也就很难被人发现。

为了克服这一难题,最近许多研究人员都采用了“匹配过滤”技术(matched-filter technique),这是第二次世界大战时期开发出来的技术,当时被用来获得来犯敌机的清晰影像。只要知道了土著恒星和“星际移民”的大致形态,这项技术就能过滤掉前者,让星流显现出来。

本文作者之一伊巴塔及同事在1994年发现的人马座星流,可能是最令人印象深刻的已知星流。这条星流宛如一串巨大的恒星项链,环绕在银河系周围。它的跨度超过100万光年,包含了大约1亿颗恒星,一直连接到人马座矮椭圆星系(Sagittarius dwarf elliptical galaxy,“矮”是指星系规模很小,“椭圆”是指星系形状呈椭球状)。银河系周围与它类似的小星系共有15~20个,它们就像卫星绕着行星一样围绕银河系旋转(因此又被称为卫星星系)。这些卫星星系大小不等,既有质量约为银河系十分之一的大麦哲伦云(Large Magellanic Cloud),也有质量为银河系百分之一的人马座矮星系,甚至还有质量仅有银河系百万分之一的暗弱星系。

居住在银河系附近可不是一件舒服的事情。这些小星系会逐渐变形,并被最终瓦解。人马座矮星系已经垂死挣扎了几十亿年,现已经走向瓦解。它的恒星将散落在整个银河系中,现在这样的星流也会逐渐消失,未来的天文学家将很难把它们与银河系的土著恒星区分开来。其他几个小星系也正在被银河系肢解,有些现在只剩下了一条星流。大麦哲伦云则代表了另一类较为少见的现象——银河系从那里夺走的是气体,而不是恒星。

星系瓦解背后的机制是引力的潮汐作用,这是我们非常熟悉的,同样的机制在地球上产生了海洋的潮起潮落。一个天体的不同部分经受不同的引力作用时,潮汐力就会产生。

月球对地球朝向它的一面所施加的引力,比对背向它的一面施加的引力更大。两个力之间的差异尽管很小,不足以扯碎地球,却足以让海洋微微隆起。随着两个天体的相互绕转,海洋的隆起部位也会跟着转动,使地球上某一地点的海平面出现周期性的抬升或降低。与此类似,银河系也会在卫星星系或星团的一侧,施加比另一侧更大的引力作用,使它们扭曲变形。

在这样的作用下,卫星星系或星团中的恒星会逐渐被银河系拖走(见下图所示)。久而久之,卫星星系失去的恒星就会越来越多。这些恒星像面包上掉落的面包屑一般,在卫星星系的前后形成了长长的尾巴。

星流会被银河系逐渐吸收,最终化为无形。然而恒星运动的微妙线索,却能在茫茫星海之中,找到这些“星际移民”的蛛丝马迹。

人马座矮星系等卫星星系在银河系的构建过程中做出过贡献。这些发现彻底改变了天文学家原先对星系形成的理论认识:他们曾经认为,所有的星系都直接起源于原始宇宙中几乎察觉不到的物质密度涨落(天文学家观测证实,早期宇宙各处的物质密度几乎相同,仅有大约万分之三的差异),其后便经历了早期的雪崩式生长,很快演化成现在这副模样。

现在,基于对星流的观测,研究人员普遍认为,只有质量不超过10亿倍太阳的矮星系经历了这样的快速形成过程;像银河系这样质量相当于千亿颗太阳的大型星系,则是后来通过吸积和吞并矮星系而逐渐形成的。这种吞并过程一直持续至今,不过强度已大不如前。

银河系吞噬近邻星系的过程被天文学家抓了个正着,他们又提出了更加深入的问题:这些古老的星系“建筑原料”具有什么样的化学组成?现在的大型星系中“星际移民”和“土著居民”的比例是多少?这些小星系带来的化学元素如何改变银河系早期的演化历史?

这些星流就像化石一样,记录着星系构建的历史,除此之外,它们还能在探测暗物质方面大显身手(见下页短文)。

要弄清这些问题,天文学家不仅需要了解哪些恒星正在被银河系掠夺,还要知道哪些恒星是已经被俘虏过来的。研究人员遇到的困难在于,一旦外来的恒星和气体混入银河系,我们就无法通过特有的空间分布来识别它们。天文学家必须找到更微妙的线索,来追溯这些恒星的起源,例如它们的运动模式和化学组成上的一些难以抹去的固有特征。

我们都习惯用位置和速度来刻画物体的运动。但运动还有其他不同的特性,可以用诸如能量和角动量之类的物理量来描述。正如物体的空间位置能够用3个坐标来描述,因此被称为三维空间一样,我们也可以用位置加上动量(一共6个物理量)来描述物体的运动状态,这个抽象的六维空间被称为相空间(phase space)。

相空间的优点在于,与真实空间相比,恒星在相空间中的排列模式更有还原性(这里是指经历巨大变化之后恢复原状的能力)。尽管星系的吞并消化过程通常会破坏星流的空间结构,却无法抹去它们在相空间的整体结构[这就是统计力学中的一个重要原理——刘维定理(Liouville's theorem)]。

因此,通过测量能量、角动量和相空间中恒星随机样本的密度,研究人员就能识别出无法直接观测到的星群。它们是很久以前被银河系瓦解的卫星星系的魅影。几个研究小组,例如荷兰卡普坦天文研究所(Kapteyn Astronomical Institute,位于格罗宁根市)的阿明娜·希勒米(Amina Helmi)和美国华盛顿大学的克里斯·B·布鲁克(Chris B Brook)各自领导的小组,已经用这项技术发现了一些被吞并的卫星星系的遗迹。

目前已被发现的遗迹都位于太阳系附近,因为现有设备还无法足够精确地测量更遥远恒星的三维运动。 名称 来源 质量

(太阳质量) 长度

(光年) 构造 发现年代 大角星流 已被吞并的矮星系 不详 不详 缺乏重元素的老年恒星 1971 麦哲伦星流 大麦哲伦星系和小麦哲伦星系 2亿 1百万 氢气体 1972 人马座星流 人马座矮椭圆星系 1亿 1百万 各种不同的恒星 1994 珍珠星流 (Helmi) 已被吞并的矮星系 千万至亿 一些环绕银河的完整环圈 缺乏重元素的老年恒星 1999 帕罗马 5星流 球状星团帕罗马 5 5000 30,000 老年恒星 2001 室女座星流 已被吞并的矮星系30,0002001 麒麟座环 大犬座矮星系 1亿 200,000 中等年龄的恒星 2002 反银心星流 已被吞并的矮星系 Unknown 30,000 Old stars 2006 NGC 5466星流

(45度潮汐星流) 球状星团NGC 5466 10,000 60,000 非常老的恒星 2006 孤儿星流 大熊座矮星系 100,000 20,000 老年恒星 2006 阿格隆星流

(Acheron stream) 球状星团 不详 不详2007 哀号星流

(Cocytus stream) 球状星团 不详 不详2007 忘川星流

(Lethe stream) 球状星团 不详 不详2007 斯提克斯星流

(Styx stream) 已被吞并的矮星系 不详 不详2007 Acheron,Cocytus,Lethe ,Styx 都是希腊神话中围绕冥界的冥河。

人类向往太空的时间比人类真正登上太空的时间长太久太久,而人类真正认识到我们所在的太阳系、银河系不过一百年。

如果说人类最大的梦想,就是前往广阔的宇宙,为了这个梦想,人类一步一个脚印,完成了许多小目标。曾几何时只是想要离开地球怀抱的人类,后来登上了月球,又向火星发射了火星车,去观摩了木星的大红斑,土星的荧光项链带,天王星深邃的蓝绿,海王星神秘的蓝海,更有对冥王星迟到的问候。

没人知道人类的极限在哪儿,就像没人知道宇宙的尽头在哪里。前有 旅行者号 ,后有 新视野号 ,它们每次传回来的消息,都令人类振奋。

这不,新视野号此前还传来好消息,人造物已经到达了神秘的柯伊伯带并拍下了照片,让大家见识到了什么叫外太阳系。

许多人听到“外太阳系”,立马就以为,我们人类已经飞出太阳系了吗?其实 外太阳系不是指太阳系以外,相反它并没有出太阳系。

外太阳系和太阳系外,是两个完全不同的意思。太阳系外就是太阳完全影响不到的地方,就目前人类发射的探测器来说,没有任何一个达到。

太阳系是一个广义的称呼,包含了一个巨大的范围,除了太阳与八大行星,还包括火星与木星之间的小行星带、被开除行星籍的冥王星、谜一般的奥尔特星云、“火墙”等,也就是说, 太阳引力能触及的范围都叫太阳系 ,那这个范围究竟有多大人类无法具体得知。

这么大一个太阳系,自然就得将它分割成几个部分来研究:

我们平时常说的太阳系属于狭义上的,仅仅包含了 太阳、八大行星及它们的卫星 。同时外太阳系也可以用来形容太阳系(狭义)以外的星系,比如我们熟知的 冥王星,就是外太阳系里的矮行星。

外太阳系谜团重重,我们目前对它的了解知之甚少,但随着探测器们的到访,我们开始逐渐了解这块神秘的区域。

新视野号 是2006年发射的飞行速度最快的探测器,主要任务是 探索 冥王星、卡戎以及柯伊伯带 。此外新视野号还携带了一份特别的“货物”, 冥王星发现者克莱德-汤博的骨灰, 纪念这位伟大的天文学家。

2015年新视野号成功拍摄冥王星及卡戎,之后朝着柯伊伯带进发, 于2019年拍摄到天体“天涯海角”的照片。

天涯海角,是我国天文学家发现的一颗天体,距离地球约 66亿公里 是人类史上目前观察到的最远的天体,编号小行星2014 MU69 。

难以想象这就是外太阳系,对于照片中的天体,人们起初以为它长得像个葫芦,由两个球星天体拼接而成。新视野号也传回了最新最真实的照片,从里面可以看出,它的两个组成部分不是球,相反它更像是球被踩扁了,而且较大的那个上面还有坑。

对此科学家们调侃,原本以为会是雪人,没想到最后是块饼。尽管天涯海角的长相让人有些失望,但这并不影响它的价值,科学家说, 它很有可能保存着太阳系形成的痕迹。

与前辈旅行者号一样,新视野号的最终目标就是 飞跃太阳系 。目前,新视野号正在柯伊伯带里继续 探索 。

前面提到了新视野号的一个任务, 探索 柯伊伯带,这对许多人来说是一个陌生的区域。

和小行星的组成一样,里面多数为形状不规则的小天体,此外还有太阳系形成过程中的碎片。

柯伊伯带是如何被发现的?

这要从人类找第十大行星说起。在2006年以前,太阳系有九大行星,人类从来不认为宇宙有边界,但认为太阳系是有尽头的,所以我们希望寻找到太阳的第十颗行星,以便研究太阳系的边界到底在哪里。

于是在冥王星之外发现了许多天体,可大多数都比冥王星小,其中有一颗叫作 齐娜 的天体,一度被认为就是第十大行星, 因为它的体积比冥王星还要大。

就在大家期待着宣布第十颗行星被发现时,一个意想不到的结果出现了,国际天文组织宣布了行星的标准, 冥王星和齐娜,都不属于行星范畴,它们算矮行星。 最后人类不仅没有找到太阳系第十大行星,反而原来的九大行星变为了现在的八大行星。

不过这也让大家看到了一个新的区域,在那里有许多矮行星,甚至还有我们不知道的天体。

早在很久之前,天文学家柯伊伯就曾提出过, 太阳系的边界上有一层冰组成的带子, 为了纪念他,海王星轨道外的那片圆盘带被命名为 柯伊伯带 。带里面所有矮行星被称为 柯伊伯带天体

柯伊伯带里的天体大致分为两种,一种叫 经典天体 ,一种叫 散发性天体

经典柯伊伯带天体如 冥王星 ,有自己的运行轨道,且轨道平面有倾斜角;散发性天体,也有自己的轨道,但是 轨道十分且极其夸张,表现在远日点与近日点之间的跨度极大 。有些散发性柯伊伯带天体的近日点距太阳的距离比冥王星还近。

根据科学家们推测, 从海王星轨道延伸到距离太阳约50个天文单位,这片区域就是柯伊伯带的范围。 由于受海王星的引力,带里的天体会有被吸入太阳系或者抛去星际空间的可能。天文学家们也在积极寻找柯伊伯带的最外层,最终暂时找到了最远端的天涯海角天体。

但这也并不能说明天涯海角就是柯伊伯带的最外边,因为不知道哪天又会发现一颗新的柯伊伯带天体,刷新天涯海角创造的记录。

新视野号已经达到了天涯海角,并拍摄了人类研究史上距离最远的天体照片,这是一张无价之宝。如今新视野还在继续 探索 ,柯伊伯带的尽头不知道在何方。

有些人也许听说过, 太阳系最外层被奥尔特云包围着 ,可现在又说海王星轨道外有一条柯伊伯带,那它们两者有什么关系呢?

奥尔特云是假设的包围着太阳系的球体云团,距离太阳约50000到100000个天文单位,最大半径约有1光年,天文学家还认为,这些云团应该是50亿年前太阳诞生时的残留物。

奥尔特云是一个球体,包裹着我们狭义上的太阳系,而柯伊伯带是一个类似于平面的圆环,镶嵌在海王星的轨道上。而人们至今没有发现任何一颗奥尔特云内的天体,但柯伊伯带是确定已经存在的,并且人类已经在里面发现了 1000多个 天体。

还有就是,奥尔特云离太阳的距离非常远,而柯伊伯带距离太阳的距离约为海王星到太阳的距离。也就是说 目前还没有任何人造飞行器达到奥尔特云。 科学家也推断,即使进入了奥尔特云的范围,要彻底穿越它,需要 三万多年 的时间。

如果我们把广义上的太阳系比喻成一颗蛋,太阳是这颗蛋的胚胎,柯伊伯带以内的范围是蛋黄,奥尔特云就是蛋清。

综上可以看出,柯伊伯带和奥尔特云是两个完全不同的概念,前者是一条带子,后者是一个球体。如果非要说两者有什么相似之处的话,它们可能都是彗星的故乡。

彗星是一种神秘的天体,一直以来人们不知道它从哪里来,到哪里去。已知的彗星有两种, 周期彗星和非周期彗星,而周期彗星又分为长周期和短周期彗星。

目前科学家们认为,短周期彗星很有可能来自柯伊伯带。还记得柯伊伯带上有一种散发性天体吗?远日点近日点相差很远,所以它们在运行过程中,很可能在远日点受到外行星的影响,然后进入太阳系以内,在飞过海王星时,再次受到海王星引力的影响,加速进入。

由于柯伊伯带上的天体大部分都有一些杂质,靠近太阳的规程中升华蒸发,于是就能看见 彗星那条长长的尾巴。

柯伊伯带里面的彗星数量很庞大,这就导致总有不停的候选彗星出现。彗星始终处于一个消亡的状态,如果没有候补的彗星,我们就只能看见它一次。可能我们每隔一段时间看到的周期卫星,不一定是同一颗,只可能是受到同一股引力罢了。

彗星,可能是柯伊伯带上的来客,来拜访太阳系内的。这是外太阳系对内太阳系的问候。

外太阳系和太阳系外是两个不同的概念。就现在人类发射的探测器来说,没有任何一个飞跃了广义上的太阳系。

而外太阳系,新视野号已经到达那里,拍下了天涯海角的照片,我们可以成功地宣布, 人类进入了柯伊伯带 。但这并不能说明,去外太空很容易。

首先要到达那里,至少要飞跃五个行星天体,这需要十年以上的时间,对航天器技术的考验也是巨大的。

其次,柯伊伯带十分神秘,被人类发现的天体也就1000来个,剩下的都是未知状态,尤其是它的运动轨迹,如果发射的探测器进入柯伊伯带后,与里面的天体发生了碰撞,或者击中了某个天体,那所有心血直接毁于一旦。

最后就是,柯伊伯带的尽头是个谜,我们无法知道多久的时间可以穿越完成。

外太空神秘但也充满吸引,已经有一台接一台的探测器到达了那里,以后还会有更多。

曾经人类想要飞离地球,后来做到了,现在人类想要飞跃太阳系,即使现在还没有完全做到,可我们不能说毫无希望,至少我们到达了外太阳系,我们进入了柯伊伯带。

相信以这个为跳板,我们能去往一直处在假说阶段的奥尔特云,看一看传说中的彗星的家乡。到那个时候,谜一样的彗星也会揭开它神秘的面纱。

更有一天,太阳系也会成为人类回头看的标志,比邻的半人马座会成为下一个目标。

壮观的宇宙三维地图展示出了迄今为止发现的最大的宇宙结构之一:一堵几乎不可思议的“墙”,这堵墙横跨14亿光年的距离,包含了成千上万个星系。

这个被称为“南极墙”(The South Pole Wall)的宇宙结构一直隐藏在人们的视线中,直到现在才被发现。因为,它的大部分都位于明亮的银河系后面5亿光年之外。南极墙的大小堪比已发现的第六大宇宙结构 —— 斯隆长城(The Sloan Great Wall)。(一光年约为6万亿英里,或9万亿公里,所以这个“最大的宇宙结构”是令人难以置信的巨大。)

天文学家们早就注意到,星系并不是随机地散布在整个宇宙中,而是在所谓的宇宙网中聚集在一起。在这个巨大的氢气链中,星系就像项链上的珍珠一样,围绕着巨大而空旷的空间。

法国巴黎萨克雷大学(Paris Saclay University)的宇宙学家丹尼尔·波马雷德对此解释道,绘制这些星系际线属于宇宙图形学领域,也就是绘制“宇宙地图”。

先前的宇宙测量工作已经绘制了其他星系组合的范围图,比如,目前的最大结构记录保持者:武仙-北冕座长城(The Hercules-Corona Borealis Great Wall),它的跨度为100亿光年,相当于可见宇宙的十分之一。

2014年,波马雷德和他的同事公布了拉尼亚凯亚超星系团,这是我们银河系所在的星系集合。拉尼亚凯亚超星系团有52亿光年宽,大约有1亿个太阳的质量。

在他们的新地图上,研究小组利用新创建的天空测量来窥视一个被称为银河系遮蔽区的区域。这是天空南部的一个区域,银河系的明亮光线挡住了它后面和周围的大部分东西。

一般来说,宇宙学家通常使用红移来确定到物体的距离。红移是指由于宇宙膨胀,物体从地球后退的速度,这取决于它们的距离。物体离地球越远,它看起来离开地球的速度就越快,这是天文学家埃德温·哈勃在1929年首次进行的一项观测结果,从那时起就一直有效。

但这次,波马雷德和他的同事们使用了一种略有不同的技术,观察星系的特殊速度。这种测量包括红移,但也考虑了星系在引力作用下围绕着另一个星系的运动。

这种方法的优点是,它可以探测到隐藏的质量。这些隐藏的质量对星系的运动方式产生了重力影响,从而可以发现暗物质,这种看不见的物质不发光,但对足够近的任何东西施加引力拉力。(暗物质也构成了宇宙中的大部分物质)。通过运行算法观察银河系星表中的特殊运动,研究小组能够绘制出银河系遮蔽区及其周围物质的三维分布。

他们的新发现已经详细刊登在近日的《天体物理杂志》上。

最终的地图显示了一个令人难以置信的由物质组成的气泡,它或多或少地位于天空的最南端,一个巨大的长翼向北延伸,一侧朝向鲸鱼 星座 ,另一侧朝向Apus 星座 。

对此,科学家告诉我们,在如此大的尺度上了解宇宙的外观,有助于确认我们目前的宇宙模型。但是,要确定这些巨大、交错的结构究竟从哪里开始和结束是很困难的。

就连波马雷德的研究团队也承认,他们可能还没有绘制出巨大南极墙的全部。在绘制更宏大的宇宙地图之前,他们不可能确定它的全部范围,也不能确定它是否不寻常。

对这个神秘、巨大的南极墙,你有什么看法,可以在评论中与我们分享。

欢迎分享,转载请注明来源:浪漫分享网

原文地址:https://hunlipic.com/liwu/4940699.html

(0)
打赏 微信扫一扫微信扫一扫 支付宝扫一扫支付宝扫一扫
上一篇 2023-08-28
下一篇2023-08-28

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

    保存