數(shù)百年前,當(dāng)唐珙寫(xiě)下這句詩(shī)時(shí),中國(guó)古代吟詠銀河的詩(shī)很難再出其右。 自古以來(lái),不論是中國(guó)人還是外國(guó)人,都對(duì)頭上的銀河充滿了想象和憧憬,并寫(xiě)下了無(wú)數(shù)美麗的神話和傳說(shuō)。但今天我們知道,這是一個(gè)巨大的星系,擁有著1000-4000億顆像我們太陽(yáng)這樣的恒星。而那條像一條橫亙?cè)谙募疽箍罩械男呛樱褪倾y河系的中心方向。 和其他部分相比,銀河系的中心有著更加神秘的面目。這里的波云詭譎、這里的神奇現(xiàn)象,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們的想象。 銀核的基本資料我們知道,銀河系是一個(gè)非常巨大的星系,其半徑至少有5萬(wàn)光年,而有些研究甚至表明這個(gè)數(shù)字可能達(dá)到10萬(wàn)光年。從南北側(cè)看的話,銀河系的形狀是旋渦狀的,有5條主要的旋臂。從側(cè)面來(lái)看,銀河系有點(diǎn)類(lèi)似于荷包蛋的形狀,整體扁平,中心凸起。 中心的凸起部分,就是銀河系的銀核,也叫銀心。我們的太陽(yáng)系距離銀河系中心大約有2.6萬(wàn)光年,算是住在了二環(huán)外的市區(qū)。 這片區(qū)域的直徑大約是2萬(wàn)光年,厚度大約有1萬(wàn)光年。在整個(gè)銀河系,這里的天體密度最大。在這里,每立方光年就有1-4顆恒星,是其他區(qū)域恒星密度的100倍以上。想一想,距離我們太陽(yáng)系最近的比鄰星,就在4.22光年外,可見(jiàn)其他區(qū)域恒星有多稀疏。而在這樣的天體密度下,銀河系中心的恒星與其他同類(lèi)近距離相遇的概率要更高,也更加危險(xiǎn)。
而且,這里的恒星普遍都非常古老,其中大部分都形成于100億年以前甚至更早。這意味著,它們都是銀河系內(nèi)的元老,是銀河系內(nèi)最早的一批恒星。當(dāng)然,這里的年輕恒星也不少,其中很多都擁有著非常巨大的質(zhì)量,太陽(yáng)和它們相比簡(jiǎn)直就是小不點(diǎn)。 當(dāng)然,說(shuō)到銀河系的中心,不可不提的就是那個(gè)超級(jí)怪獸——黑洞。 人馬座A*科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),宇宙中的大部分星系中心,都隱藏著一個(gè)超級(jí)怪獸,那就是超大質(zhì)量黑洞,我們的銀河系也不例外。 (圖片說(shuō)明:黑洞藝術(shù)圖) 科學(xué)家們對(duì)銀河系中心進(jìn)行過(guò)大量的觀測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),這里的恒星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律都暗示我們一個(gè)事實(shí):這里隱藏著一個(gè)超大質(zhì)量的天體。同時(shí),科學(xué)家們還通過(guò)觀測(cè)計(jì)算出來(lái),這個(gè)隱藏著的天體所擁有的質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)的350萬(wàn)-450萬(wàn)倍。同時(shí),根據(jù)這里的空間范圍來(lái)算,這個(gè)天體的密度非常高,因此極有可能是我們尋找已久的超大質(zhì)量黑洞。由于銀心位于人馬座方向,因此這個(gè)黑洞也被命名為人馬座A*(Sagittarius A*,簡(jiǎn)寫(xiě)為Sgr A*)。 (圖片說(shuō)明:NASA錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)2013年在X射線波段拍攝的人馬座A*) 和其他類(lèi)似星系的中心黑洞相比,人馬座A*相對(duì)比較平靜,沒(méi)有大規(guī)模的吞噬,這也是科學(xué)家們一直好奇的問(wèn)題之一。 在北京時(shí)間2020年10月6日的時(shí)候,一年一度的諾貝爾獎(jiǎng)公布,其中物理學(xué)獎(jiǎng)中一半被羅杰·彭羅斯奪得,另外一半則由賴(lài)因哈德·根策爾和安德烈婭·蓋茲平分,而他們兩個(gè)人的獲獎(jiǎng)理由,就是發(fā)現(xiàn)了這個(gè)超大質(zhì)量黑洞。
在人馬座A*附近的空間,是銀河系內(nèi)最詭異、最混亂的空間。即便如此,還是有些恒星敢于在刀刃上行走,以非常近的距離繞著它公轉(zhuǎn)。去年的時(shí)候,科學(xué)家們就觀測(cè)到了一顆這樣的恒星,由于距離太近,這顆恒星不得不保持著8%的光速(約每秒2.4萬(wàn)公里)的驚人速度公轉(zhuǎn),才能不被黑洞吞噬。 同時(shí),由于天體眾多而且混亂,銀河系中心的各種輻射也非常頻繁而且劇烈。對(duì)于生命來(lái)講,那里絕對(duì)是一片充滿了死亡氣息的鬼蜮。 人類(lèi)的慧眼(友情提示:這張由錢(qián)德拉和南非MeerKAT望遠(yuǎn)鏡拍攝的銀河系中心照片適合橫屏放大看!) 說(shuō)起來(lái),作為宇宙中最靠近我們的星系核,銀核應(yīng)該是給我們提供了近水樓臺(tái)先得月的觀測(cè)機(jī)會(huì),了解星系中心發(fā)生的各種天體現(xiàn)象。但實(shí)際情況并非如此,由于銀核周?chē)涑庵罅康男请H氣體和塵埃,因此在很大程度上都遮蔽了我們的視線。為此,科學(xué)家們不得不嘗試?yán)酶鞣N手段、各種不同波段的電磁波來(lái)進(jìn)行觀測(cè),比如X射線。 錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)是美國(guó)宇航局于1999年發(fā)射的一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡,是迄今為止人類(lèi)在X射線波段最強(qiáng)大的觀測(cè)設(shè)備之一。正是憑借著它的卓越能力,才讓我們有了能夠以新的角度觀測(cè)銀河系中心的機(jī)會(huì)。比如2009年的時(shí)候,在錢(qián)德拉和其他天文望遠(yuǎn)鏡的合作下,NASA拍攝了這張壯觀的銀河系中心圖像——記得點(diǎn)開(kāi)橫屏看哦! (圖片說(shuō)明:2009時(shí)NASA發(fā)布的一張銀河系中心圖像) 錢(qián)德拉升空10周年的時(shí)候,NASA就用如此壯觀的圖像為它慶生。而在2019年錢(qián)德拉升空20周年之際,NASA更是推出了力作——由美國(guó)史密森學(xué)會(huì)出版的《NASA深空探索》,展示了錢(qián)德拉的偉大成就。 本書(shū)一共收錄了超過(guò)140幅美國(guó)宇航局最為經(jīng)典的星空?qǐng)D片,還有創(chuàng)生之柱等更加蔚為壯觀的宇宙圖片,并詳細(xì)地介紹了每一張圖的拍攝方式和構(gòu)圖原理。很多人看到宇宙的圖片時(shí)只能簡(jiǎn)單地說(shuō)“美”,但有了這本書(shū)后,你看天文美圖將能夠看到其中的天文學(xué)原理,不再迷茫! (圖片說(shuō)明:壯麗的創(chuàng)生之柱) (圖片說(shuō)明:創(chuàng)生之柱3D圖像) 本書(shū)由南京紫金山天文臺(tái)的蔣云副研究員以及陳維助理研究員合力翻譯,用生動(dòng)樸實(shí)的語(yǔ)言帶你理解原本深?yuàn)W的太空知識(shí)。現(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)還有大力折扣,趕快入手,我們一起征服星辰大海! |
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