星系形成需要什么(星系构成什么)

星系形成需要什么,星系构成什么

一、星系是怎么形成的

为了了解星系是如何形成的,我们需要追溯到宇宙刚刚诞生之初的时候。那时候,宇宙充斥着大爆炸残留的气体云,一些地方拥有浓稠的星际气体,从而形成了数千万颗恒星。最初的恒星中大多都是超大质量恒星,它们温度极高,燃烧速度也快,它们在爆炸之后产生了大量的黑洞。引力将许多黑洞牵引到一起,在早期宇宙中它们相互合并,形成更大的黑洞。数亿年间,黑洞不断增长,称为超大质量黑洞。这些超级黑洞的引力范围甚至可以达到数百万光年,它们不断将越来越多的星际气体拖入自己的引力范围,这些气体在绕黑洞公转的过程中演变成了数千亿颗恒星,形成了原始的星系。一个年轻的星系就是有气体中诞生的恒星构成的星团。新的星系中心存在一个年轻的超大质量黑洞,通过吞入气体不断成长。气体飞速进入黑洞,但是黑洞变得过于饱和,不再有空间容纳更多的炽热气体进入。无法进入的气体被黑洞吐出,喷入太空,形成巨大的能量流。没道能量流都比我们的太阳系宽20倍,它们在星系中一路飞驰所向披靡。这个超大质量黑洞点燃了一个类星体——类星体从所在星系喷出大量星际气体,每分钟喷出的气体质量相当于10个地球。这个过程会在超大质量黑洞周围产生巨大的热量。气体在受热时会膨胀,有点像风但是规模巨大。这些就是黑洞风,黑洞风以极强的速度向黑洞四周扩散,足以将星系中的所有气体吹离星系。黑洞吸入气体,类星体将气体喷出,最终星系中没有多余的气体来制造恒星,星系也就停止了成长。因此我们认为一个星系的最终规模取决于中心超大质量黑洞的大小,两者戚戚相关。失去了气体原料,类星体逐渐萎缩并消失了,星系中心只剩下一个超大质量黑洞和许多年轻的恒星。我们银河系年轻的时候就是这样,而现在,我们银河系已经停止了成长,称为了一个成熟的星系。每个类星体都是年轻星系的雏形,并且在它们中心都存在一个超大质量黑洞。因此可以说,超大质量黑洞和类星体制造了星系,并控制着整个星系。

二、星系是怎样形成的

当遥望星空时,横贯天际、蔚为壮观的银河总能让人们欣然神往,思绪万千。
仔细观察的话,我们也能看出银河实际上是由许许多多颗星星所组成的。
在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。
我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。
银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。
借助望远镜,它们看起来还只像朦胧的云雾。
离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。
一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。
星系在早期曾被归到星云中,直到1924年,在准确测定了仙女座星云(现应严格称为“仙女座河外星系”)的距离后,星系的存在才正式确立。
星系的形状是多种多样的。
我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。
星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。
少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。
人们又把这种集团叫做“星系团”。
星系和它内部的恒星都在运动中。
我们都知道地球绕着太阳旋转,同时太阳也在绕银河系的中心运动,而同时银河系作为一个整体,本身也在运动着。
在星系内部,恒星运动的方式有两种:它一面绕着星系的核心旋转,与此同时还在一定的范围内随机地运动(科学家称之为“弥散运动”)。
星系的起源和演化,与宇宙诞生早期的演化密切相关。
一般看法认为:当宇宙从猛烈的爆发中产生时,大量的物质被抛射到空间中。
形成宇宙中的“气体云”。
这些气体云本身处在平衡之中,但是在某种作用下,平衡被打破了,物质聚集在一起,质量高达今天太阳质量的上千亿倍!这些物质团后来在运动中分裂开,并最终形成无数颗恒星。
这样,原始的星系就形成了。
一般认为星系形成的时期在一百亿年前左右。
而关于星系的演化,历史上一度曾把星系形态的序列当成演化的序列,即认为星系从椭圆形开始,再逐渐发展成透镜型、漩涡型、棒旋型,最后变成不规则型。
这种观点今天已基本上被推翻。
目前的看法认为这一过程与恒星形成的力学机理相关,但也仍然停留在假说的阶段按照宇宙大爆炸理论,第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年。
在宇宙诞生的最初瞬间,有一次原始能量的爆发。
随着宇宙的膨胀和冷却,引力开始发挥作用,然后,幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段。
原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨也从微观尺度急剧放大,从而形成了一些“沟”,星系团就是沿着这些“沟”形成的。
/view/宇宙的最初源头是一个奇点,即所谓的“宇宙蛋”,它凝聚了所有的时空质能,孕育着未来物质世界的一切,包括天体和生命。
大约150亿年以前,宇宙蛋在一场无与伦比的大爆炸中猝然爆发。
大爆炸震撼出时空,物质世界破壳面出,宇宙史的纪元从此开始。
刚刚诞生的宇宙,空间从无到有并急剧猛增,仅仅10-32秒后,就暴胀到大约1光年的直径。
在1 秒钟时,由于大爆炸产生的极强高能辐身均匀地充满整个空间,宇宙成为100亿k高温的熔炉,所有物质被熬成一锅基本粒子汤。
紧接着,一场肆虐的原始宇宙风暴开始了,基本粒了之间发生猛烈撞击,中了熔入质子形成了氦核。
这个过程延续了大约三分钟,直至所有的中子消耗殆尽为止。
有约22%质量的物质聚合成氦核,余下的物质几乎为没有聚合的质子,即氢核,仅有十万分之几属于同位素氦3和氘,百亿分之几归之于锂。
原始星云形成。
星系形成
构建原始宇宙的原生物质(主要是约78%的氢和22%的氦)的产生过程,在宇宙史的最初三分钟便告完成;在此后宇宙由于膨胀面冷却,如此大规模的核合成过程再也不可能发生了,而小规模的核合成也只有等到恒星产生以后。
初生宇宙的空间充斥着极强壮的高能辐射,炽热惊人。
原生物质氢核和氦核均匀分布在整个太空,它们之间的引力微弱,远不足以克服巨大的扩散压力和辐射压,因此列法凝聚成团。
看来要打破这种物质均匀分布的状态,还有竺宇宙冷却到足够的程度。
光阴一分分,一年年地流逝着,30万年过去,宇宙的温度温度隐降到了4000K,然而其均匀状态依然如故;1000万年过去,宇宙中高能辐射冷却变成微波背景辐射,氢核和拟核形成了各自的原子,原子间的引力也终于战胜扩散压力和辐射压,在它的作用下渐渐形成了一个个物质密度较大的地区,并继续向中心收缩;原始星云就这样形成了。
在宇宙诞生1000万年以后,由氢拟两种元素构成的巨大原始星云弥漫着太空,虽然非常稀薄,却表明宇宙物质不再处于均匀分布的状态,这预示了宇宙星光灿烂的未来。

三、卫星系的是如何形成的呢

答:卫星运行轨道除了明显的特例,所有通信卫星都运行在22,300英里的轨道上,因为在那个高度上,它“每小时1.8万英里的速度绕地球一圈,所需的时间恰好等于地球自转的周期约24小时

四、星系的形成过程是什么样的

答:大爆炸后大约30万年,物质与能量去耦以后,在宇宙微波背景辐射释放的过程中,引力成为宇宙中的支配力,并把物质云团拉到一起。这一崩塌被认为是“无尺度”过程,其中大小物质云团都受到同样的影响。最小的区域最早结束崩塌,因为它们所包含的被聚集到一起的物质较少。事实上,那些最大的物质集合——超星系团,至今仍能被观测到处于崩塌过程中。去耦以后的时期被称为宇宙历史中的黑暗时期,这个名字的由来是因为这个时期宇宙中不存在恒星。但是随着初生星系的形成,恒星自然地形成并发光。对这一过程的计算机仿真模拟说明:小块的不规则星系最先形成,它们相互碰撞或者从周边环境中逐渐累积更多的物质。在发生碰撞的状况中,星系组成中的恒星将会被甩到随机方向的轨道上去,从而产生一个橢圆星系。而那些逐渐累积物质的星系将会发展成为美丽的螺旋星系。然而,任何时候,若一个螺旋星系与另一个类似大小的星系相撞,它脆弱的螺旋臂将被毁坏,从而形成一个椭圆星系。哈勃天文望远镜的观测表明:大多数星系都在宇宙初始的几十亿年中形成,而且从那时起,星系改变不大。现在,大量证据还表明:大多数星系中心都存在着一个超大质量的黑洞。现在的一个研究的中心就是关于黑洞是什么时候形成的。超大质量黑洞不像超新星爆炸中形成的黑洞,它并非极端致密且只有几千米宽,它们大约和我们的太阳系一样大,密度和水差不多。然而,在它们吞噬恒星时,会释放出大量的能量,这造成了它们所在星系中心的剧烈活动,使星系成为活动星系。深人观测星系形成期对全世界的天文研究小组来说都是一个很大的挑战,因为他们所探测的天体所发出的光线需要数百万年才能到达地球。现在,望远镜还不能很好地完成这项任务,但一系列的新型空间望远镜正在设计建造中,以观测到更多黑暗时期的信息。名为赫歇尔的一架空间望远镜已于2009年发射,而NASA/ESA合作的下一代空间望远镜(NGST)将会是一台直径达6米的仪器,它们针对红外波长都更加敏感,这使得它们能追溯回宇宙的黑暗时期,以看到最早的恒星和星系。

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作者:高宇
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