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根據廣泛認可的宇宙學模型來看，第一個星系于130到140億年前形成。在接下來的數十億年期間，我們已知的一些宇宙結構就出現了。 這些結構包括星系團，超星系團和暗條，還有一些銀河的特征如球狀星團，銀河核球和超大質量的黑洞。 但是，星系，就如同生命體一樣，也一直在進化中。事實上，縱觀它們的生命周期，星系總是在合成和向外噴射物質。  一項的研究表明，有一支著力于計算銀河吸收物質和放出物質速率的國際天文學家隊伍。熱愛天文學的人們通過展示相關的天文詳細數目，突出了這些數據跟我們已知的銀河形成和進化是緊密關聯的。 這項研究是由歐洲空間局的天文學家安德魯·杰·福克斯，來自空間望遠鏡研究所的銀河暈研究小組以及多間大學共同領導的。根據之前的研究成果，他們從銀河周圍高速運動的云團來測算氣體進出銀河的速率。  因為能捕捉到物質對于研究星系中星體的形成非常關鍵，因此知曉物質進入銀河系和離開銀河系的速率對我們理解星系的進化過程是至關重要的。就像天文愛好者邁克爾·佛雷總結的那樣，能夠描述物體進入銀河時的速率對于深刻理解銀道噴流的模型是至關緊要的。 跟這個模型一樣，星系中的大多數大質量星體會產生星風，把物質往星系盤外帶走。當星體逐漸變成超新星，走向生命終結的時候，它們也會類似地向外噴出大部分物質。這些噴出來的物質久而久之沉降到星系盤，為新星的誕生提供物質。  這些過程被集體認為是“恒星反饋”現象，這些恒星是要負責把氣體推往銀河外的，佛雷說。“換句話說就是銀河不是孤單的儲存物質的地方；它就像一個儲藏地一樣，因為重力作用和“恒星反饋”現象不斷得到物質同時又失去物質。 另外，這些研究也表明恒星的形成也許跟星系中心的大質量黑洞的體積密切相關。基本上來說，大質量黑洞向外放出大量的能量，可以加熱核區周圍的氣體和塵埃，以此避免自己發生有效的簇聚和引力坍塌而形成新恒星。 與盾牌-半人馬恒星形成區域相關的太陽位置（來自美國國家射電天文臺，比爾·撒克遜；美國航天局，羅伯特·赫爾特）  就此而言，物質進入和輸出星系的速率對確定恒星形成的速率是關鍵的。對于在銀河系里計算這種速率的工作，福克斯和他的同事查閱了許多來自不同渠道的數據。福克斯今天通過郵件向宇宙公布：“我們采掘了文檔。美國航天局和歐洲空間局依然留有精準的哈勃望遠鏡傳達的的文件數據。我們瀏覽了所有有關類星體的研究數據，這些數據是利用安裝在哈勃望遠鏡的靈敏的宇宙起源攝譜儀收集的，這個攝譜儀可以被用來對捕捉到的來自遠方的紫外線進行分析。我們發現了270個這樣的類星體。起初我們用所得的觀察數據制作了一個關于以高速云出名的快速移動氣體云的目錄。然后我們設計出了方法，通過使用多普勒頻儀，能讓高速云分裂成粒子流入物和粒子流出物。  另外，這一項調查顯示，銀河在大約70億年前經歷過一段休眠期——這大約持續了20億年。這是由激波所造成的現象，激波使得星際氣體云變熱，這曾短時間地使進入我們星系的冷氣流停止運動。久而久之，氣體冷卻了，重新流進星系內，重啟第二次的恒星形成運動。 在看完所有數據之后，庫克斯和他的同事可以對我們星系的物質流進速率和流出速率實施限制了：“在對比完氣體流入速率和氣體流出速率之后，我們發現星系中有越多流入物，就越有利于這個星系內的恒星形成運動，這都是因為大量的氣體可以轉化成恒星和星球。我們測量到每年大約有0.5單位太陽物質流入以及0.16單位太陽物質流出，所以太陽物質有凈流入特性。  氣泡（來自美國航天局戈達德航天中心） 但是，就像佛雷聲明的那樣，高速云被認為已經存在有大約1億年的時間。所以，這個凈流入的特性不能像預估的那樣能一直保持下去。 “最后，他們忽略掉了存在于宇宙模型中的高速云（比如費米氣泡），這個模型是不跟蹤流入和流出的氣體的，”他補充說道。 從2010年開始，天文學家就已經意識到（宇宙中）存在一些出現在星系中心的神秘的結構比如費米氣泡。這些氣泡狀結構的歷史延續了數千光年，它們一度被認為是大質量黑洞消耗星際氣體和噴出伽馬射線的產物。  但是，同時，這些結論提供了關于星系形成和進化的新視角，也激勵了關于“冷氣流合成”的新想法，這個想法最初是阿維賽·迪克教授提出，來自耶魯撒冷希伯來大學拉卡物理學會的同事則解釋了星系如何在它們形成過程中合成來自周圍空間的氣體。 “這些結論表明星系如銀河系是不會一直穩定地進化的，”福克斯總結道， “這些星系會偶然地合成和損失氣體。這種現象是一個爆炸和捕捉的循環過程：當氣體進入星系，就會有更多的恒星可以形成，但是如果氣體過多，那么恒星爆炸就會發生得很頻繁以致于所有的多余氣體都被放出，阻止恒星形成。流入物和流出物的平衡狀態控制著形成恒星的數量。我們得出的新結論可以闡明這個演變過程。”  基于此研究的另外一個有趣的事實是進入銀河系的物質同時也給其他的恒星系統提供物質。比如說，我們的太陽系一直都是依靠流入物和流出物的更替來運行。一些天體比如奧陌陌（彗星）和更近發現的2I鮑里索夫（星際彗星）已經確實了小行星和彗星是不屬于恒星系統內的，并且被長期列入其他組別里。 但是氣體和塵埃又如何劃分呢？我們的太陽系和地球（擴展來說）是不是一直都在減少或者增加重量呢？這些對于我們未來的星系和居住的星球又有什么意義呢？舉個例子，天文學物理家和作家布萊恩·科博爾林在網上對后面的問題發表了言論。通過舉例雙子座流星雨，他寫道： “事實上，通過衛星對氣象的動態觀察，可以估計每天大約有100到300噸的物質撞擊地球。這些加起來后每年就大約有30000到100000噸物質了。雖然這看上去很多，但是按照一百萬年來計算，這些物質的數量還是比地球總質量的十億分之一還小。”  布萊恩繼續解釋道，地球在進行大量的演變活動時也會經常損失質量。這些演變活動包括地球在地殼運動中的放射衰變，衰變使得能量和亞原子粒子（阿爾法粒子，貝塔粒子和伽馬射線）逸出地球。 第二個損失就是大氣損失，氣體比如氫氣和氦氣會跑到太空。總的來說，這些損失加起來大約每年有110000噸物質流失。  名為“火流星”的小行星在1994年到2013年所造成的影響（美國航天局） 表面上來看，地球似乎每年會凈損失掉大約10000噸物質。加上微生物學家/科學交流學者克里斯·史密斯和劍橋物理學家戴夫·安瑟爾預測在2012年地球從太空中得到了40000噸塵埃，但它每年會通過大氣和其他途徑損失90000噸物質的記錄， 所以地球也許在以損失10000到50000噸的速率變得越來越輕。但是，地球的到物質的速率并不受此限制，所以（通過比較）也許地球的得到和丟失是可以平衡的（即使地球得到物質似乎可能性不大） 對于我們的太陽系來說，情況是類似的。一方面來說，星際氣體和塵埃流是一直流進的。  另一方面來說，我們的太陽——大約占據總太陽系質量的99.86%——也在一直丟失能量。通過美國航天航空局信使號探測器所收集到的數據來看，一支由美國航天局和麻省理工學院研究人員組成的隊伍概稱太陽正在因為太陽風和其內部活動損失能量。通過詢問天文學家，得知太陽正以1.3245*10^15的速率丟失質量，即使太陽同時在擴大。 雖然速率增長緩慢，但是因為太陽有大約1.9885*10^27的質量，所以它不會很快隕落掉。 但是隨著太陽的質量在減少，它對地球和其他星體的萬有引力作用會減弱。然而，等太陽已經到了主序末期，它將會驚人地擴張，并且完全吞噬掉水星、金星、地球甚至火星。 所以當我們的星系也許在可預見的未來不斷增加質量，但似乎我們的太陽和地球正在減少質量。這種現象不應該被認為是壞消息，但是長期來看，的確是有啟示在內。 同時，有些需要被知道的是即使是在宇宙中最老的以及質量最大的星體也都會像生物一樣變化。 無論我們在談論星球，恒星抑或是星系，它們在出生，發展以及消失的期間，都被認為是有得到或者失去一些物質的。以此來看，生命周期的確存在于宇宙中！ 參考資料 1.WJ百科全書 2.天文學名詞 3. sciencealert-盧曉怡- MATT WILLIAMS 如有相關內容侵權，請于三十日以內聯系作者刪除 轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處 翻譯：天文志愿文章組- 盧曉怡 審核：天文志愿文章組- 終審：天文志愿文章組-PN結 排版：天文志愿文章組-零度星系 美觀：天文志愿文章組- 參考資料 1.WJ百科全書 2.天文學名詞 3.原文來自：https://www./are-earth-the-solar-system-and-the-milky-way-gaining-or-losing-weight?perpetual=yes&limitstart=1 （必須保留原文鏈接！！，請自行插入原文鏈接） 本文由天文志愿文章組-盧曉怡翻譯自sciencealert的作品，如有相關內容侵權，請于三十日以內聯系運營者刪除。 注意：所有信息數據龐大，難免出現錯誤，還請各位讀者海涵以及歡迎斧正。 結束，感謝您的閱讀與關注全文排版：天文在線（零度星系） 轉載請取得授權，并注意保持完整性和注明出處 浩瀚宇宙無限寬廣 穹蒼之美盡收眼底 |
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