銀河系裡最驚人的天體是什麼?

弄潮科學


銀河系驚人的天體很多,我們舉例2個 ,且看下面分析

01

銀河系有哪些組成的

銀河系是太陽系所在的星系,包括1000到4000億顆恆星和大量的星團、星雲,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。銀河系本體直徑約為120,000光年(不考慮銀冕和外圍物質) ,中心厚度約為12,000光年。銀河系總質量是太陽的2100億倍(2015年的計算結果,誤差率20%)

銀河系是具有巨大的盤面結構,由明亮密集的核球、兩條主要的旋臂和兩條未形成的旋臂組成,旋臂相距4500光年。太陽位於銀河一個支臂獵戶臂上,至銀河中心的距離大約是26,000光年。

02

體積最大的恆星

盾牌座UY,是一顆位於盾牌座的紅超巨星(並不是特超巨星,最大的紅特超巨星是天鵝座NML)。這顆恆星是至今人類已知體積最大的恆星,超越過往被視為體積最大恆星的大犬座VY。早在1860年就被發現的盾牌座UY現在也重新測量,最後憑藉著2376828000公里的直徑順利登頂,成為目前已知最大的恆星。簡單來說,盾牌座UY半徑大約是太陽半徑的1697倍。如果把它放在太陽系,連木星的軌道也會被它吞噬掉。

03

銀河系的黑洞

黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變的反應下燃燒耗盡之後而死亡,發生引力坍塌產生的,黑洞的質量非常巨大,但是體積卻非常的小,它產生的引力場是非常強的,而銀河系大部分引力就是銀河系中心一個質量超大的黑洞產生的,這個黑洞的質量比太陽還要大450萬倍,我們可以想象一下,在太陽系中,太陽相比較於地球就是一個巨大的物體,銀河系中心的這個黑洞竟然是太陽的450萬倍!

總結:銀河系還有很多驚人天體,比如質量最大的恆星,雙星系統,還有各種星系,星雲,不計其數,比如我們知道世界上沒有同一片樹葉,你就好理解了。

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銀河系有1000億~4000億顆恆星,目前科學界也沒有弄清楚到底有多少。

科學界原來估計銀河系直徑約10萬光年,現在新發現認為過去大大低估,實際銀河系直徑約有20萬光年。我們太陽只是銀河系一顆很普通的恆星,按照太陽這種質量叫黃矮星。

銀河系有很多驚人的發現,前面很多朋友介紹了銀河系中心的黑洞,是銀河系最驚人的天體,這個黑洞有太陽質量的400萬倍,當然驚人,但如果老說這個黑洞也太單調了。

火星一號朋友介紹了一種叫“索恩-祖特闊夫”的天體,在這裡時空通訊就不重複了,我來說說銀河系存在的其他6種比較獨特的天體,與大家分享。

1、殭屍恆星

這是一種類似太陽質量的恆星死亡後,留下一顆白矮星“屍骸”。但這種“屍骸”不甘寂寞,總想著起死回生,只要周圍有恆星靠近,就會大量吸積,當吸取的質量達到一定上限時,就會起死回生。

這個上限就是太陽質量的1.44倍,達到這個質量就會發生超新星大爆炸,這種爆炸被稱為“la型超新星”。

這種天體因為是恆星“屍骸”蛻變而成,因此是死而不僵,所以叫殭屍恆星。上面照片就是被稱之為“第谷超新星殘餘”的天體。

2、吸血鬼恆星

這種恆星又叫“藍離散星”,在銀河系有相當多的存在。這種恆星大部分都是已經年老暮年的恆星,但卻依靠“竊取”附近恆星的氣體,使自己的質量不斷增加,從而延長自己的壽命,由此獲得了一個“吸血鬼”的稱號。

這種恆星的成因比較複雜,最主要的說法是隨著星團的衰老,大質量恆星出現向中央沉降的趨勢,中心恆星密度大大增加,發生一系列恆星碰撞。

藍離散星自轉速度很快,質量都很大,通常都在太陽質量的75倍以上。

3、地獄行星

CoRoT-7b是一顆位於麒麟座,距離地球約500光年的太陽系外行星,是迄今為止發現的系外最小行星,質量為地球的1.6倍。

這顆行星距離母恆星只有約250萬公里,相當於水星與太陽距離的1/23,被恆星引力潮汐鎖定,一面一直向著恆星,一面一直揹著恆星,因此那裡的環境是冷熱兩重天。

面向恆星的一面溫度高達2000攝氏度左右,熔岩滾滾,而且不斷的受著熾熱的隕石雨轟擊,所以是一個地獄般的地方。

4、“索隆魔眼”

所謂“索隆”是美國魔幻大片《指環王》中的黑暗魔君,天文學界把南魚座中的一顆恆星雲稱為“索隆魔眼”,是因為這個像一隻人眼虹膜的盤狀雲看起來比較恐怖。

南魚座α(北落師門)是一顆南魚座中最亮的恆星,距離地球約25光年。2008年哈勃望遠鏡在這顆恆星“魔眼”中發現一顆新行星,是一顆類木行星,命名為南魚嘴b。

而這個”魔眼“那恐怖的“虹膜”實際上是熾熱的行星雲,就是恆星吸積盤殘留的能夠形成行星的一些物質。

5、小幽靈星雲

NGC 6369實際上是一顆恆星死亡後釋放的氣體雲,應該是一顆類似太陽恆星死亡,紅巨星膨脹漸漸散盡外圍氣體,留下中心部分變成一顆白矮星。

這些雲發出黯淡的幽光,就像一個幽靈,因此把它叫做“小幽靈星雲”。以上照片是哈勃太空望遠鏡2004年拍攝的,照片顯示了星雲的一些細節,揭示了死亡恆星散逸在太空的氣體。

由於恆星屍骸產生的紫外輻射,剝離了氣體中的原子,使附近區域離子化,就會呈現出明亮的藍綠色。而外圍邊緣區域離子化程度較低就呈現出紅色。

6、黑寡婦星雲

圓規座有一片星雲外形就像令人謂之色變的黑寡婦蜘蛛,是毒性最強的蜘蛛。

被紅背黑寡婦蜘蛛叮咬開始難以察覺,5分鐘後開始發作,3小時候大發作,發熱發痛、大汗脫水、肌肉麻痺、噁心嘔吐、心跳耳鳴、驚悸抽搐,不及時處理可導致死亡。

這個所謂黑寡婦星雲位於圓規座,由氣體分子組成,因其形象酷似一隻巨大的紅背黑寡婦而得名。

這團星雲位於銀河系平面上方,距離我們約10000光年。是一片體積巨大的星雲,裡面存在大量大質量年輕的恆星,這些恆星產生的輻射將周圍氣體吹進兩個方向相反的“氣泡”,因此形成了球莖狀的“身體”和“蜘蛛腿”。

上面是美國宇航局斯皮策太空望遠鏡拍攝的一副紅外照片。

由於銀河系的巨大,有很多稀奇古怪的天體和故事,這裡就簡單說這麼幾個,以後有機會再與大家分享。

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那恐怕是銀河系中央黑洞了吧。它有一個好聽的名字:人馬座A*。

聽起來似乎人畜無害的,但實際上,它卻是銀河系中最恐怖的存在。

它是銀河系中能量最強大的紅外線和X射線輻射源。它的直徑為4400萬公里,相當於水星到太陽的距離,質量達太陽的400萬倍,要知道黑洞這種超大質量的天體,能夠雄霸這麼大的宇宙空間,足見它的塊頭有多麼大。也正是因為它的超大質量,才能把整個銀河系聚攏在一起。

下圖是天文學家利用延時攝影拍攝的人馬座A*,也就是銀河系中心的天體運動情況,可以看到,黑洞周圍天體的運動明顯加快了很多。

超級黑洞就在那裡,只不過,你看不到它。

圍繞銀心黑洞公轉的恆星軌跡,時間跨度約為20年。

一直以來,雖然嘴巴張開了4400萬公里那麼大,但人馬座A*保持了溫和的脾氣,在過去數十萬年間已經沒有進食了。(數十萬年前,人馬座A曾吞噬掉一顆恆星)

當它終於捕獲了一顆恆星,那我們的夜空將上演一場超級煙火表演。下圖是我們假想的場景,到時,我們會藉此機會一睹黑洞的芳容。

屆時,地球的夜空將被它點亮,一顆比月亮還要亮的光源將出現在銀河的中心地帶,亮光將覆蓋整個銀河系,讓滿天的星斗都黯然失色。

現在一顆名為S0-2的恆星(其質量約為太陽的10-15倍。)正在人馬座A*周圍遊弋,如果人馬座A*想進食,那它將是最好的獵物。

這場天文奇觀會在何時發生,還不得而知。

2018年,當S0-2以最近距離飛掠人馬座A*時,強大的引力場導致其產生紅移。

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答:銀河系中有一些特殊的恆星,還有一個430萬太陽質量的黑洞。


海山二

海山二也叫船底座η星,是一顆非常特別的恆星,也是一顆非常危險的恆星,距離地球7500光年,質量超過100倍太陽質量,絕對亮度是太陽的500萬倍。

海山二雖然距離地球很遠,但是這樣一顆高光度藍變星,隨時有可能發生超超新星爆炸,屆時地球也將受到影響,甚至會造成一次生物滅絕事件。

早在1843年4月份,海山二就發生過一次偽超新星爆發,當時視星等達到了-0.8,僅次於天狼星成為夜間第二亮恆星,也算是銀河系中的一顆超級炸彈。

超超新星是比超新星還極端的天文事件,一旦海山二爆發,周圍數十光年內的恆星系統都將被摧毀,數百光年內的文明毀於一旦,數千光年外的地球也將受到影響。


中心黑洞

在銀河系中心,也就是人馬座方向,存在一個極強的X射線源,科學家經過幾十年的研究,發現這個X射線源是一個看不見的大質量天體,周圍的恆星都繞著這個未知天體運行。

最終科學家確定未知天體是一個超大質量黑洞,約430萬太陽質量,距離地球2.6萬光年,對應史瓦西半徑為1200萬公里.

銀河系中心黑洞就如一個恆星粉碎機,在黑洞附近,都是一些古老的恆星,平均年齡超過100億年,這顆恆星不斷地吞噬恆星,使自身質量不斷增加,也算是銀河系中最極端的天體了。


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這個當屬於銀河系中心的龐然大物——半人馬座A*黑洞。

我們或許都聽過宇宙中很多驚人的天體,它們中也有很多分佈在銀河系裡。

暴力的超新星,宇宙燈塔中子星,甚至擁有超強磁場,距離數千公里就能吸走你身體裡紅細胞中鐵離子的磁星等等,它們很驚人,也很可怕。


但這些都比不過飢不擇食的黑洞,吞噬一切的黑洞,包括物質存在形式的空間和時間,在黑洞視界之內,奇點中心,時空失去了存在的意義。

1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西(1873~1916年)通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這就是今天我們稱之為史瓦西半徑的黑洞視界半徑解。


這個解描述的是一個不自轉,不帶電荷,球對稱的黑洞視界半徑。

我們銀河系中心黑洞,通過上述公式,可以求的半人馬座A*的近似視界半徑(它自轉且有電荷,所以說近似)為2200萬公里的龐然大物。


它質量有400萬個太陽質量,統治著銀河系2000億顆的恆星和瀰漫的氣體塵埃,並在不斷進食長大。這種黑洞,一秒內吞噬一百個地球估計也不會打一次嗝。


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有人說銀河系最驚人的天體就是銀河系中心的超級黑洞,那麼能逃脫這個黑洞魔掌的天體是否更驚人呢?

先來說銀河系中心的黑洞。它就是人馬座A黑洞。它的直徑有2000萬km,質量是太陽的400萬倍。它帶動著銀河系所有恆星圍繞它旋轉。



我們知道黑洞的引力大到連光也無法逃脫,但科學家們也親眼目睹了一顆恆星經過銀心超級黑洞時,被黑洞吞噬的震撼情景。

有那麼一些勇士天體挑戰黑洞的威嚴。

近段時間,天文學家觀測到一個特殊的天體,從人馬座A黑洞的吸積盤掠過,卻毫髮無損的逃過巨大的引力。


據科學家瞭解,這顆恆星密度很高,一開始猜測它只是氣體雲,為其命名為G2。

但觀察一段時間後,發現它並未被銀心黑洞吞噬而產生結構分離的現象,於是天文學家認為它是顆恆星。當它運行到黑洞視界範圍時,仍然保持原來的結構,並未因黑洞吸積發生較大程度的外形改變。

天文學家不由得很好奇,但至今也不知道它從何而來。

它現在正逐漸向地球移動,速度從1000萬km/時加速到1200萬km/時。隨著它與地球越來越接近,科學家對它的瞭解也會越來越多。


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不少朋友都列舉了他們認為的銀河系裡最為驚人的天體,都十分的有道理。我也發表一下自己的看法,我覺得在銀河系裡面最為驚人的天體是超新星。

什麼是超新星呢?有時候人們在觀察天空的時候,原本天空上沒有星星的位置,突然出現了一顆十分明亮的行星,這顆星星會在天空中存在幾周到幾個月的時間。古時候人們把它叫做“客星”。超新星其實就是某些恆星在演化末期一種劇烈的爆炸後的產物。

圖示:超新星爆炸

亮度

超新星爆發被認為是宇宙中最為劇烈的爆炸。超新星爆發的時候發出的光亮甚至可以照亮整個星系。就拿銀河系來說吧,能夠把直徑18萬光年的銀河系全部照亮,可以想象一下超新星的威力是多麼的大!在2016年的時候,中國發現了有史以來最亮的超新星,它的亮度是太陽的5700億倍,比銀河系中所有的恆星加起來還要亮20倍!

溫度

通常情況下恆星內部的氫元素通過核聚變反應產生氦元素同時釋放出大量的熱量。在大質量恆星的內部,核聚變反應不斷的生成更重的元素直到鐵元素的形成。鐵元素在在發生鉅變反應的時候不再釋放出熱量,而是要吸收大量的熱量。這時候恆星突然變得無法抵抗自身的引力了,外部的物質會急速的像核心處坍縮,形成劇烈的爆炸。在這個過程中超新星會產生超過1000億℃的高溫。宇宙之中沒有比這溫度更高的天體了。

圖示:超新星爆發

重元素大熔爐

在恆星內部的核聚變反應過程中只能產生比鐵元素輕的元素。而比鐵更重的元素在恆星內部是無法產生的。像黃金,白金(鉑)這樣的重金屬元素需要更高的溫度和更高的壓力才能夠形成。而超新星爆發產生的上千億度的高溫和高壓就可以滿足這些重金屬元素形成的條件。因此我們帶的黃金首飾都源自於遠古時期的超新星爆發。

致命的伽馬射線暴

距今4.4億年前的奧陶紀,地球附近的一個恆星發生超新星爆發,所產生的威力強大的伽馬射線暴擊中了地球。造成了地球歷史上的第一次生物大滅絕,當時60%以上的海洋生物遭到滅絕。

圖示:超新星爆發後產生的伽馬射線暴

在我看來,超新星是不光是銀河系最驚人的天體,也是宇宙中最為驚人的天體。超新星爆發是宇宙中最為暴力的事件。大多數超新星最終會演化為神秘不可測的黑洞和極為緻密的中子星。這些天體也是銀河系種驚人的天體之一。

你印象中銀河系中最為驚人的天體是是什麼呢?歡迎點評!


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說到銀河系中最驚人或者最奇特的天體,這裡介紹一種可能存在並且十分罕見的天體——索恩-祖特闊夫天體,它最早由索恩(因為引力波的發現而獲得2017年諾貝爾物理學獎)和祖特闊夫兩位天文學家提出來。這是一種十分特殊的恆星,外部是尺寸巨大的紅巨星,而在其內部則存在一顆中子星。

除了紅矮星之外,其他恆星在晚年耗盡氫燃料之後都會經歷劇烈的體積膨脹,由此演化為紅巨星。如果恆星在誕生之初的質量介於太陽質量的8至20倍之間,它們最終會發生超新星爆發,核心將會坍縮成為緻密的中子星。

在宇宙中,雙星系統比較普遍,例如,天狼星就是一個雙星系統。雙星系統中的恆星基本上都是在同一團星雲中形成,並且形成時間也是差不多。倘若質量較大的那顆恆星最後能夠演化為中子星,那麼,在超新星爆發的過程中,由於能量釋放不是對稱的,所以中子星的軌道將會發生變化,它的軌道就有可能變得與伴星相交。

當質量較小的伴星最終演化成紅巨星時,中子星將會進入紅巨星之中,形成索恩-祖特闊夫天體。由於阻力作用,中子星會不斷螺旋進入紅巨星的核心之中,並與核心發生合併。如果中子星和紅巨星核心合併之後的質量大於3倍太陽質量(奧本海默極限),它將會進一步坍縮成黑洞,由此還會引發外層爆炸成超新星。如果合併之後的質量沒有達到演化成黑洞的極限,那麼,原先的中子星只會進一步增大質量,而外層則會形成一個吸積盤。

雖然索恩-祖特闊夫天體在理論上是存在的,但目前還沒有確認發現這樣的天體,只是找到極少數的候選天體。這種特殊的天體十分罕見,比黑洞要少得多。理論上,在擁有上千億顆恆星的銀河系中,可能只有20至200個索恩-祖特闊夫天體,而目前只找到了一個候選天體——距離地球大約900光年的寶瓶座U。這種天體的存在時間十分短暫,可能只有幾十萬年的時間。


火星一號


銀河系屬於棒旋星系,最新的數據其直徑大約為20萬光年。20萬光年有多大很多人沒有概念,太陽系直徑大約為2光年,目前人類飛得最遠的航天器是旅行者一號。由NASA1977年發射,旅行者一號已經在太空中飛行了42年。目前距離太陽大約220億公里,如果想要飛出太陽系還需要一萬七千年,這才僅僅飛行了一光年。


銀河系內含有兩千多億顆恆星,而太陽僅僅是其中普通的一員,位於銀河系的一條旋臂之上繞銀心運動,距離銀心大約2.6萬光年。銀河系內都含有什麼天體哪?其實很常見,在我們太陽系內幾乎都包含了。例如恆星、行星、衛星,其中恆星演化到生命後期根據“生前”質量大小又可變為黑洞、中子星或者白矮星。

天體的驚人無外乎體積的大、質量的大或者比較特殊,個人認為最驚人的天體非黑洞莫屬,超大質量恆星內核處進行著核聚變,隨著時間的推移“核燃料”殆盡,最終經超新星爆炸,內核處踏縮成黑洞。體積無限小,無限緻密的特殊天體。黑洞是愛因斯坦廣義相對論研究和預言的天體,銀河系中大量存在。


而在黑洞的大家族裡有一類是最驚人的,位於大型星系中心的超大質量黑洞。銀河系中心就有這樣的黑洞般被稱為人馬座A*。銀心黑洞質量為400萬倍太陽質量,體積大約4400萬萬公里。圍繞著銀心黑洞有大量的老年恆星,它們最終的結局將是變成銀心黑洞的食物。



科學黑洞



我們的銀河系只是宇宙中一個普普通通的棒旋星系,和我們的太陽在銀河系中的地位差不多,然而雖然現在很多人都知道自己生活在宇宙中一粒小石子上,但很多人從沒在心裡接受過這個事實,所以讓人們瞭解宇宙的壯闊與神秘就顯得十分必要了。

我們的銀河系算是宇宙大爆炸後形成的第一批星系之一了,因為宇宙年齡才138.2億年,而銀河系年齡就達到了136億年,而我們太陽系46億年前才出現,人類在百萬年前才出現。


銀河系中最驚人的天體其實就藏在那明亮的“銀核”深處,在那炫目的白光後面隱藏著一個400多萬太陽質量的超大黑洞“人馬座A*”,它那強大的引力像粘合劑一樣使得上千億顆恆星不至於分崩離析。

自從卡爾.史瓦西通過引力場方程得出黑洞的存在後,人類通過射電望遠鏡已經發現了很多由大質量恆星坍縮而成的黑洞,今年年底之前人類還會獲得有史以來第一張黑洞照片,但人馬座A*這種重達400多萬倍太陽質量的黑洞究竟是如何形成的,一直是一大謎題。


尋常黑洞都是數倍太陽系質量的恆星坍縮而成的,而目前發現的質量最大恆星R136a1才265倍太陽質量,因此有科學家認為人馬座A*是由銀核中一群黑洞不斷融合後形成的,甚至有科學家現在為止人馬座A*附近都還有數以萬計遊蕩的黑洞。


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