明白了 星系形成的过程 自成立以来,它一直是天文学最重要的研究点之一。 有许多研究人员将他们的整个职业生涯都献给了这一特定点。
正如你可能想象的那样,关于星系和恒星的形成,已经有许多情景被理论化,但直到最近,科学家们才开始就一些可证明的事实达成一致。
近年来,理论家取得的进展 大爆炸, 他们成功地揭示了我们宇宙中第一批星系的形成方式、时间和原因。
最终, 知道我们银河系的起源 (我们可以更容易地观察到的那个),是开始理解宇宙动力学的一个重要点,它在我们的历史上产生了如此多的相互矛盾的观点。
如果你觉得这个话题很有趣,你一定会喜欢我们关于 宇宙起源和大爆炸理论。
星系形成
第一个星系是什么时候形成的?
首先,重要的是要了解,尽管它们的大小巨大,但与已知的宇宙大小相比, 星系是一个小点.
这意味着宇宙包含数十万个星系,而每个星系都包含数亿颗恒星,以及它们各自的系统(如我们的系统)。
就在几年前,一种理论——普遍接受——关于 第一个星系的形成过程, 这要归功于大爆炸理论的进步,因为可以确定第一个星系是在宇宙演化的哪个时代开始诞生的。
据估计,星系的起源比最初认为的要早,始于大爆炸的最后一个已知阶段,只有少数 第一次时空奇点后 600.000 万年.
在那个时间点,宇宙仍然非常均匀,空间中每一点的物质分布都相似。
然而,由于引力场的扩大,宇宙云(物质)开始相互吸引,形成集中在空间中的物质团。
这样,宇宙就变成了一个异质的空间,物质的密度分布不均。
最古老的可观测星系!
虽然已经确定大多数星系是在相对较短的括号内(大约 800 亿年)形成的,但已经观察到了一些更老的和一些更年轻的。
的观察 哈勃 和其他超级望远镜已经确定了迄今为止最古老的星系。
2009 年,它被认定并受洗为 UDFy-38135539, 地面望远镜观测到的最古老的星系。
这个星团的可观测光子轨迹,据信包含超过 1.000 亿颗恒星, 它有 13.100 亿年的历史。. 这意味着它仅在大爆炸后 500 亿年形成,就在第一个原子粒子产生之后。
星系是如何形成的?
L星系的形成 几个世纪以来,对于人类来说,它一直是个谜——对于现代科学家来说,几十年来也是如此。 事实上,对于第一个星系的诞生究竟是如何开始的,仍然存在一些分歧。
事实是,在宇宙大爆炸后宇宙开始冷却时,已经达成共识,确定星系是由宇宙云中的气体团簇产生的。
然而,即使大多数已知的星系几乎在同一时间形成,它们也不是静止的。
所有的天体都随着时间的推移而演化; 变异和移动,这种动态已经成为一个有趣的争论领域 天文学.
此外,这些理论还将解释形成过程的哪些条件和哪些部分定义了在每个奇点中形成的星系类型。
简而言之,主要有两种公认的理论可以 解释星系和恒星的形成。
模型 #1 – 星系团
科学界最广泛接受的理论。
它假设星系和它们所包含的天体的形成是宇宙质量团团坍缩的直接结果,它们相互吸引是由于 宇宙中的原始质量密度波动.
这些密度分布的变化导致了那个阶段的现有物质:宇宙气体的积累,相互吸引,直到它们形成 超星系团 面团 在宇宙的特定区域。
每个星团区域内物质的不同浓度让位于更复杂(和更紧凑)的天体的形成,这些天体按层次组织成:星系团、星系、星团和恒星。
这个模型将完美地解释星系在集中星团中分布的原因,而不是简单地以“规则”方式分布在已知宇宙的整个空间中。
模型#2——原星系
原星系或 “原始星系”众所周知,它们对应于大爆炸冷却期后宇宙物质的第一次形成。
一些关于星系起源的理论认为,今天可观测到的星系团是大爆炸后约 500 亿年大质量原星系坍塌的结果。
然而,这一理论最近遭遇了一些逆转,因为现代观测已经确定了真正古老的星系(在大爆炸后仅 500 亿年形成),这将为形成和坍缩留下非常短的时间框架。 原星系。
存在哪些类型的星系?
定义的原因 什么样的星系 它是如何形成的仍然是一个谜,并且在我们完全破译它之前肯定会一直如此 星系的起源
事实是,由于强大的超级望远镜,自 XNUMX 世纪下半叶以来取得的研究和观测使我们能够确定 不同类型的星系 存在的(或者至少我们目前知道的)。
螺旋星系
像我们这样的螺旋星系 (银河) 它们是最常见的,也是最知名的。 事实上,它的形状对应于我们随处可见的星系图。
认为形成 螺旋星系的类型 它对应于气态结构的突然坍塌,而不是逐渐坍塌。
在它诞生的第一阶段,一团超致密物质聚集在一起,对应于银河系的核心,通常由一群古老的恒星形成,银河系的其余部分围绕着它的引力场旋转。
圆盘后来形成,由密度较低的恒星、行星、小行星和宇宙云体组成。
人们还认为,构成银河晕的部分物质是由“矮星系” 它绕着更高的星系运行并坍塌,并入更大的星系。
这个理论的产生是由于发现了一个围绕我们银河系运行的小星系,它可能会慢慢被我们的“吞噬”,直到它完全融合。
螺旋星系的特点是:
它们有一个扁平延伸的形成盘 它的“手臂”主要由星际尘埃和年轻恒星组成。 它的核心或核球由大量金属丰度低的老恒星组成。 大多数螺旋星系被认为在核球的中心包含一个黑洞。椭圆星系
最近的观察 哈勃,表明大多数椭圆星系是由多个星系的大规模碰撞和合并形成的,它们在大小、组成和亮度上都存在巨大差异。
尽管如此,据观察,巨大的椭圆星系(迄今为止可观测宇宙中最大的)主要由金属丰度低的老恒星组成。
然而,在其中一些星系中,已经观察到更年轻和更小的恒星,但这可能是与其他星系碰撞的产物。
这种星系的另一个非常常见的物理特征是宇宙气体的低积累,可能因新恒星和行星的形成而耗尽。
根据它们在空间中的质量分布,有两种类型的椭圆星系:
方形椭圆星系,通常对应于大质量星系。
这些显示了它们的恒星群之间的不稳定运动,它们之间没有任何明确的模式。
方形星系似乎也没有在其核心中显示出更高浓度的光,就像其他类型的星系一样,例如螺旋。
第二组对应 盘状椭圆星系,它们的排列似乎更有条理,并且在空间中以更高的速度移动。
这些星系由更小、更年轻的恒星组成。 此外,它们的核心显示出更高的亮度水平,但不会太多。
星星是由什么组成的?
恒星形成不仅仅指恒星的起源。 天文学和天体物理学的研究人员也广泛讨论了恒星的组成。
我的意思是, 星星是由什么组成的?
恒星主要由气体组成,例如 氢 y Helio公司,并在较小程度上受到其他元素的影响,例如氧、氮、锂、铁和碳。
恒星由各种化学成分组成,其种类和浓度因一颗恒星而异,这就是为什么有不同类型的恒星:超巨星、巨星、亚巨星、矮星、白矮星等。
恒星组成的分布根据它们的年龄而变化,这反过来又会改变它们在我们尺度上的大小、颜色、光度和分类。
第一篇关于太空天体组成的论文是由塞西莉亚·佩恩-加波施金在 XNUMX 世纪初提出的。
Cecilia Payne-Gaposchkin 的星星组成
如果我们考虑到 1925 年可用的研究工具,想想塞西莉亚佩恩博士论文中提出的结论的准确性令人印象深刻。
奇怪的是,塞西莉亚是第一个获得 天体物理学博士学位 在大学 哈佛。
在他的论文中,他提出星星是由组成的 主要是氢气,这一发现在当时对全世界的天文学家界来说是革命性的。
他的研究成为后续研究人员补充论文的基石,发现恒星成分中的新元素。
当恒星耗尽氢时会发生什么?
星星,就像宇宙中的一切一样,虽然看起来是永恒的,但并不是永恒的。
像我们太阳这样的恒星的平均年龄被认为约为 10.000 亿年。 目前,我们的太阳已经或多或少地消耗了一半的使用寿命,因此一些理论家估计它在坍塌之前有 5.000 到 7.000 亿年。
由于它的能量和光度来自氢核之间的核聚变形成氦粒子,因此它的使用寿命是有限的,并且取决于其成分中的氢电荷,即燃料。
当恒星中氢的浓度下降得太低时,其表面的聚变就会停止,从而阻止集中的能量被释放。
由未释放的氢粒子引起的超压导致恒星质量增加,将其变成 红巨星。
当表面的聚变过程最终耗尽时,恒星核心的压力变得过大,导致它收缩,直到由于质量压缩而内爆,之后将开始一个冷却过程,并持续另外几个几千年,直到成为 白矮星一颗死星