书城科普太空天窗在哪里
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第8章 星系中的代表:银河系

1.牛郎织女的阻隔:“银河”

银河系

年轻的星系中储备有大量的气体和尘埃,可以转变成恒星。这些星系的光芒主要发自明亮年轻的蓝色恒星,看上去和我们的星系--一个非常正常的旋涡星系很相似。在讨论其他星系之前,有必要详细地了解一下银河系。我们知道它是旋涡状的,其中心距离我们26000光年。整个系统的总直径超过10万光年,看上去像一个双凸透镜(或两个背靠背叠在一起的煎蛋)。沿着这个系统的平面望去,可以看到许多星星几乎排在一条线上,形成了从太古时代起就被称为银河的横跨夜空的壮丽的光带。中心核球(煎蛋蛋黄)的直径约2万光年。平面之外离开星系盘,在我们称之为银晕的地方有巨大密集的球状星团和许多流浪的恒星。

银心不易看到,因为中间有太多遮蔽的物质。但是射电波和X射线则不受阻碍。银河系中心位于人马座的繁星之后,其精确位置是人马座A*(读作人马座A星),是一个很强的射电源。在中心区有盘绕的尘埃云和能量巨大的恒星组成的星团。在很靠近真正的中心的地方有一个260万倍太阳质量的黑洞。其证据来自星表编号为S21、质量是太阳15倍的一颗恒星。长期的跟踪研究发现它在围绕着一个中心天体以15.2年的周期运动。它离中心天体最近的距离只有17光时(光速×小时),已经贴近黑洞“事件边际”的边缘。在那个界限之内,任何东西都无法逃出。它绕行的速度是惊人的每秒5000千米。从它运动的方式可以推断出中心天体的质量。这一质量是如此巨大而又局限在如此狭小的体积内,除了黑洞,别无可能。

星系在旋转。太阳大约要用2.25亿年转完一周。这一周期通常叫做宇宙年。在一个宇宙年前,地球上最高级的生命形式是两栖动物,甚至恐龙都还没有出现。设想一下一个宇宙年之后的地球是什么样子将是十分有趣的。我们在离星系主平面不远处运动,并刚刚离开其中一条旋臂--猎户臂。所以我们现在位于一个相对空旷的区域。

2.看看银河系的巨大“黑洞”

德国的天文学家们说,他们差不多已经证实在银河系的中心有一个巨大的黑洞。

慕尼黑附近的马克斯.普朗克太空物理学研究所的赖因哈德.根策尔说,他仍对有绝对的证据表明黑洞存在的说法持审慎态度。他对记者说,“但是这种审慎态度得到了迄今存在的最好的证据的支持。”

在过去的20年中越来越多的证据表明一个巨大黑洞的存在,这是一个能够把物质吸过去的物体,它的密度很大,连光都无法逃逸。

发现黑洞的唯一手段是观察它对其他物体的重力效应。环绕银河系中心运转的恒星的瞄准线矢量可以说明黑洞的存在,但没用证据来证实这一点。自1992年起,马克斯.普朗克研究所的科学家们在同瞄准线矢量成直角时测定了银河系39颗恒星的“适当”运动。他们在<<自然>>杂志上公布了这一消息。

他们的观测结果证实了恒星在圆形轨道上围绕质量很大带有万有引力的中心物质运动的假说。如果这些轨道是不规则的,那么这块中心物质就会小得多。根策尔说不,“这些测量的独特之处在于:我们能够如此接近中心物体并测试这些恒星的矢量。”

研究表明,这个中心暗物质的质量比太阳大250万倍。他说,“我为什么对于有绝对证据的说法犹豫不定呢?这是因为在我们做进一步研究之前,我们要让全世界的同行们都知道这一消息并对它进行验证.”

3.寻找银河系中心的毁灭源

天文学家最近公布,他们发现了从银河系中心喷发出来的一个“毁灭源”。

这些天文学家说,这个毁灭源是由物质和反物质相遇并互相摧毁时产生的热气体组成的。它也许是说明存在着一个恒星爆炸地区和黑洞周围有风的证据。

为了发现这个毁灭源,科学家们使用了美国航天局1991年发射的,目前仍在轨道上运行的“康普顿伽马射线观测台”收集到的资料。同使用可见光观察太空现象的哈勃太空望远镜不同的是,“康普顿伽马射线观测台”跟踪能量最大的光粒子--伽马射线。

银河系的中心距地球大约2.5万光年。由于有气体和尘埃的阻挡,使用可见光的一般望远镜是看不到它的。但是伽马射线却能“看”穿银河系的气体和尘埃直至它的心脏。

伽马射线是在反物质同物质撞击时产生的,它产生正常可见光的大约25万倍的能量。人们认为,宇宙中存在的反物质相对来说是很少见的,因为每当反物质和物质相遇时,毁灭情况随即发生,伽马射线随之产生。

研究银河系毁灭源的科学家们不知道反物质来自何处,他们在美国弗吉尼亚威州廉斯堡举行的这次研讨会上,探讨了这个问题和其它一些问题。

来自华盛顿海军研究实验所的研究人员查尔斯.德尔默哀记者招待会上说:“我的看法是那里有剧烈的活动,正在使我们整个银河系中心的热气云沸腾起来。”

他说:“它是我们银河系的内城,而我们则生活在相当安静的郊区。”

德尔默和与会的其他科学家对向上喷发的反物质源的说法持不同意见。德尔默和他的同事们认为,它可能是死恒星的“火葬柴堆”,在过去10万至100万年间一直在燃烧着。

反物质源的另一种可能性是据认为位于银河系中心的巨大的黑洞,这个黑洞可能爆发反物质射流。这些科学家说,还有一个比较小的黑洞,也可能向云层喷发了反物质。这个较小的黑洞多少被夸张地说成是“一个大毁灭者”。

德尔默论证说,银河系的心脏还包含有大量的和生命生命周期短的所谓超重恒星。这些恒星的死亡可能给这个毁灭源增添了燃料。

这个毁灭源位于银河系中心上方,长3500光年,宽度大约4000光年。