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科學家發現,銀河系在「踩剎車」,這是怎麼回事?

銀河系是一個包含了數千億顆恒星的棒旋星系, 所有的恒星都在圍繞著銀河系的質心運動, 假如從銀河系北極上空俯瞰, 我們就可以觀察整個銀河系都在以順時針方向旋轉。

近幾十年以來, 科學家們一直在研究銀河系的旋轉速度是否是一成不變的, 而現在我們可能已經找到了答案。

科學家發現, 銀河系在「踩剎車」

這項研究來自於一個由牛津大學和倫敦大學的科學家組成的研究團隊, 該團隊在發表於《皇家天文學月刊》上的論文中指出, 他們的研究表明銀河系旋轉得越來越慢。 我們來看看這是怎麼回事。

在銀河系的中心區域, 存在著一個由數十億顆恒星構成的棒狀結構(正因為如此, 銀河系才被稱為「棒旋星系」)。

如上圖所示, 在這個棒狀結構的邊緣附近, 存在著一組特殊的恒星, 其特殊之處在於, 這些恒星位於一種微妙的引力平衡區域, 它們會與銀河系中心區域的棒狀結構發生軌道共振, 從而一直與其保持同步旋轉。

這組特殊的恒星被科學家稱為「赫拉克勒斯星流」(Hercules stream), 研究人員在對蓋亞衛星傳回的觀測資料進行仔細分析之後發現, 「赫拉克勒斯星流」中的恒星有一個異常的特點,

那就是它們的重元素含量很高, 其平均值比銀河系「郊區」的恒星高出了10倍左右。

要知道在宇宙誕生之初是不存在重元素的, 而現在宇宙中的重元素則是來自於那些古老的恒星, 它們通過核心的核聚變反應不斷地將輕元素聚變成重元素, 而當它們消亡之後, 就會把自己所產生的重元素拋灑在宇宙空間之中。

除此之外, 在大質量的恒星在消亡之時, 通常會發生壯麗的超新星爆發, 在這個過程中會有大量的重元素產生, 而它們殘留的核心則會形成黑洞或者中子星, 如果中子星又發生了碰撞, 同樣也能夠創造出大量的重元素。

觀測資料表明, 「赫拉克勒斯星流」中的恒星形成於銀河系之中, 因為它們富含重元素, 所以它們至少是銀河系中的第二代恒星。

然而銀河系中的重元素豐度是從外到內逐漸遞增的, 在「赫拉克勒斯星流」當前的位置上, 根本就不可能存在如此多的重元素, 這就意味著, 這些恒星形成於更靠近銀河系中心的區域。 那這跟銀河系「踩剎車」有什麼關係呢?我們接著看。

科學家認為, 「赫拉克勒斯星流」因為軌道共振而一直與銀河系中心區域的棒狀結構保持同步旋轉, 在這種情況下, 如果棒狀結構的旋轉速度變慢的話, 「赫拉克勒斯星流」就會向銀河系週邊移動, 從而繼續保持引力平衡。

因此可以說,這些恒星的形成位置比它們現在所處的位置更靠內,就表明了它們在過去的時間裡向外移動了,而它們之所以會向外移動,則是因為銀河系中心區域的棒狀結構的旋轉速度變慢了。由於這個棒狀結構是銀河系的核心部分,它的旋轉速度變慢了,也就意味著整個銀河系的旋轉都減速了。

科學家指出,這個過程是一種緩慢並且持續的過程,直到現在仍然沒有停止,也就是說,現在的銀河系仍然在「踩剎車」。根據計算,研究人員得出的結論是,從「赫拉克勒斯星流」形成的時候起一直到現在,銀河系的旋轉速度已經減慢了24%左右。

那麼是什麼原因導致了銀河系旋轉得越來越慢呢?

就目前的情況來看,最有可能的原因就是暗物質的干擾。關於暗物質是什麼,相信大家都有一定的瞭解,簡單來講就是,暗物質是一種我們無法直接探測到的物質,只能通過它們產生的引力效應來進行間接觀察。

科學家給出的觀點是,銀河系中分佈著大量的暗物質,其總質量差不多是普通物質(即我們可見的物質)的5倍,當銀河系中的恒星在暗物質中穿行的時候,很可能會受到來自暗物質的阻力,而這可能就是銀河系旋轉得越來越慢的原因。當然了,這只是一種合理的推測,具體情況怎麼樣,還有待進一步的驗證。

因此可以說,這些恒星的形成位置比它們現在所處的位置更靠內,就表明了它們在過去的時間裡向外移動了,而它們之所以會向外移動,則是因為銀河系中心區域的棒狀結構的旋轉速度變慢了。由於這個棒狀結構是銀河系的核心部分,它的旋轉速度變慢了,也就意味著整個銀河系的旋轉都減速了。

科學家指出,這個過程是一種緩慢並且持續的過程,直到現在仍然沒有停止,也就是說,現在的銀河系仍然在「踩剎車」。根據計算,研究人員得出的結論是,從「赫拉克勒斯星流」形成的時候起一直到現在,銀河系的旋轉速度已經減慢了24%左右。

那麼是什麼原因導致了銀河系旋轉得越來越慢呢?

就目前的情況來看,最有可能的原因就是暗物質的干擾。關於暗物質是什麼,相信大家都有一定的瞭解,簡單來講就是,暗物質是一種我們無法直接探測到的物質,只能通過它們產生的引力效應來進行間接觀察。

科學家給出的觀點是,銀河系中分佈著大量的暗物質,其總質量差不多是普通物質(即我們可見的物質)的5倍,當銀河系中的恒星在暗物質中穿行的時候,很可能會受到來自暗物質的阻力,而這可能就是銀河系旋轉得越來越慢的原因。當然了,這只是一種合理的推測,具體情況怎麼樣,還有待進一步的驗證。

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