宇宙解密（2）----神奇的天体们（转）

画王845

　　1〉从我们地球上可以观测到的最远的星系离我们有多远？

　　在大气晴朗的夜晚，我们的头顶上会出现无数的星星，它们都是137亿年前诞生的宇宙在漫长的时间里创造出来的。虽然居住在城市的我们，很少可以看到繁星满天，但每次观星后的感动，一直都会很久地在心中荡漾。

　　但是，这些让我们心神荡漾的星光，却全部都是过去很久以前发射出来的哦。比如说，我们看到的人马座＠星，实际上是4.4年前的样子，而著名的天狼星，实际上是8.6年前的样子。（见下图红圈内）


　　不仅仅是夜空，实际上，照射到大地上的太阳的光芒，也是8分钟前发射出来的。

　　我们所看到的一切来自宇宙的光芒，全部都是以前的，都是过去式。这说明什么问题呢？这说明了宇宙实在是太广大深邃了。

　　我们知道，这个世界上跑得最快的就是光了。在真空中的光速是每秒30万公里，那么，一个小时光可以传播的距离就是10亿8千万公里。一光年的距离呢，就是9兆4千亿公里了。

　　比如说，作为最明亮的恒星而著名的天狼星，距离我们地球8.6光年。如果你的孩子刚上小学一年级，你带上他去看星星，他伸着手指头，指着天上这颗最亮的恒星兴奋地喊：看到星星啦！我看到星星啦！实际上，这时他看到的星光，是他出生前天狼星发出来的呢（见下图）。


　　还有我们大家都很熟悉的北极星，距离我们地球居然有430光年之遥。


　　我们每次使用赤道仪的时候，都要用极轴望远镜对准北极星来校准天的北极，以便我们跟踪并观察天体。可是大家知道么？我们现在利用的北极星光，是中国明朝的时候发射出来的。
这么远？可能有的朋友会这么惊叹吧。实际上，相对于广阔的宇宙来说，上面我们举的天狼星以及北斗星的例子，都还是是我们地球的近邻，因为宇宙实在是太大了。

　　那么，我们在地球上可以观测到了距离我们最远的星系是谁呢？它是距离我们128.8亿光年之远的IOK-1。它是于2006年被日本生产的昴星望远镜所发现的。






　　这个星系是我们可以看到的距离我们最远的星系，大约129亿年前的样子，也就是宇宙诞生8亿年后的样子。这是我们人类首次看到宇宙初期的样子。
　　
　　这些在悠久的时间长河里流淌的星光，可能就是让我们心神荡漾的原因吧。


　　2〉正在膨胀中的宇宙内，星系是怎么运动的？

　　美国的天文学家哈佛发现，越是距离我们地球越远的星系，正在以越快的速度远离我们地球而去。比如说，距离我们1亿光年远的星系正在以每秒2200公里的速度离开我们，而距离我们2亿光年的星系，却正在以每秒4400公里的速度远离我们而去。

　　另外，星系的形状，会使我们产生联想，会让我们认为星系也正在膨胀中。



但是，实际上星系没有膨胀。这有点像烤葡萄面包，面包膨胀了，里面葡萄的相互距离就会分开，但是葡萄本身的大小并没有什么变化。



　　另外，并不是所有的星系的相互距离都在拉大。事实上，有些星系的相互距离正在缩短。比如说，距离我们地球230万光年的仙女座星系，就正在向我们的银河靠拢，原因是我们的银河系和仙女座星系在重力的作用下相互吸引造成的。也就是说，随着宇宙的膨胀，很多星系间的距离正在加大，另外，还有一些星系却在相互靠拢。因此，宇宙空间里并不是均匀地分布着星系，有星系密集的地区，也有比较稀疏的地区。

　　在星系密布的空间，我们称之为星系群，星系团，甚至还有超星系团这样的称呼。
星系群：


星系团：


超星系团：


反过来，我们称那些没有星系的空间为----超空洞。


宇宙的这种既有密集的星系空间，又有超空洞的这种结构，就有点像肥皂的泡泡。泡泡的表面，就是星系们集中的地区，而泡泡的中心的空间，就是没有星系的超空洞区域。


这种构造，被称为宇宙网状结构。



　　3〉星星们也有寿命么？

　　天上星星亮晶晶，很是美丽。他们的绝大多数，都是像太阳一样的恒星，正在散发出巨大的光和热。另外，他们都是有寿命的，有着从诞生到消亡的星生历程。

　　按照寿命的长短，他们分为两种类型。一个是个体较小但是长寿型恒星，另一个是个体庞大但是短命型恒星。比如说，我们的太阳就属于长寿型的，它的寿命大约100亿年。恒星之所与能够产生光和热，是因为内部的氢正在发生核反应造成的。太阳把自己的氢耗尽所需的时间，大约是100亿年。

　　那么，短命型的恒星是什么样子的呢？他们的体积一般要比太阳大10倍以上。由于体积庞大，内部的核反应程度会骤然加剧，氢的消耗量也要大得多。一般来说，这样的恒星的寿命，也就几千万年而已。是太阳的数百甚至是1000分之1的寿命。
所以说，决定恒星寿命的最重要的因素，就是他的质量。质量越小，它的寿命也就会越长。
相信大家都听说过佛教的轮回之说吧？就是说人有生有死，人死后会投胎转世。好人死后会投胎转到好人家，下辈子就不会受苦了。坏人下辈子投胎就难说了，也可能变猪变鸡被人吃，也可能变牛变马做苦力，好一点的投胎到穷人家受苦。等等等等，不一而足。
　
　　这些说法，愿不愿意相信，是大家的自由，就不在这里讨论了。这里想说的是，这种说法，倒是跟恒星的转世轮回极为相似，让人大跌眼镜！

　　首先，即将寿终正寝的恒星，会变成什么样子呢？
　　它的中心会开始收缩，而外部则开始膨胀。膨胀的结果呢？会产生两种结果。
　　①个体较小的恒星（比如说太阳）会变成红巨星。
　　②个体庞大的恒星（比如说比太阳大10倍的恒星）会变成超红巨星。
　　红巨星会一边慢慢放出气体，一边逐渐萎缩成很小的白矮星。而超红巨星呢，由于释放出的气体多而会发生大爆炸-----也就是我们常听说的超新星爆炸。这种爆炸的结果，会使得芯的部分变成黑洞或者中子星。

　　到这里，就是一个恒星的终结了。但是同时，也是它投胎转世的开始。

　　红巨星以及超红巨星向宇宙里释放出的气体，含有大量的氧，氮，碳，铁等物质，这些都是组成一颗新的星体所必需的原料。

　　说道这里，我来跟大家解释一下，为什么我们把超红巨星终结时的大爆炸称作超新星爆炸呢？明明是终结了，却称之为新！这是因为在古代，我们人类就曾用肉眼观看到了这种爆炸现象，在以前没有星星的地方，看到了一个明亮的星点。在当时的地球人看来，似乎产生了一个新的星星，所以称之为超新星。另外，这个现象，实际上也是一个新的星体产生的前期准备阶段，从这个意义上来说，称之为超新星在某种意义上也是可以说的通的。

　　我们来看看距离我们地球8000光年的一个即将开始超新星爆炸的NGC3372的Eta Carina星，这个星体的质量是太阳的数十倍，19世纪就已经记录到了它的光度变化，考虑到8000万光年的距离，可以认为它已经成一个黑洞了。



顺便看看爆炸残骸是什么样子的。
下面是金牛座的角前附近的蟹状星云。这个星体距离我们地球7200光年，大约在1054年被观测到的超新星爆炸。照片就是爆炸后的残骸。

画王845

4〉星星是怎样诞生的？
　　组成新的星体的原料，就是寿命终结后的星体向宇宙中释放出的元素（氧，氮，碳，铁等等）。这些元素在巨大的引力的作用下汇聚到一起，形成一种类似云状的形式，我们称之为星云。

　　星云形成的过程中，由于汇聚了大量的元素，在引力的作用下会吸引更多的元素汇集，这样就会在星云的内部产生热能，当中心温度超过100万度的时候，就会引发核反应，不久就会生成恒星。越是体积庞大的星云，就越会产生出更多的恒星，甚至星团，散发出光和热，照耀宇宙。

　　我们来举几个有名的例子吧。
　　喜欢天文摄影的朋友肯定都知道马头星云，那是因为它的形状非常像一匹马的头。



还有著名的M78星云。


当然了，要说最最著名的，还是猎户座大星云了。


　　大量的恒星，就在这样的星云的内部，已经或者正在被制造出来。每当我们抬头仰望星空，看到那些星云，想象着在那些个超级巨大的（直径约数十光年）星云妈妈的肚皮里，一颗颗太阳以及太阳的密集团块正在产生，那是何等壮观的奇景啊！

5〉令人瞠目结舌的大块头！

　　我们知道了超新星爆炸会产生出星间云，而星云会孕育出恒星。而这些恒星中，有的尺寸会大到让我们地球人瞠目结舌。
太阳的直径是140万公里（大约是地球直径的109倍），是宇宙中极其普通的一个恒星。而位于猎户座左肩的参宿四（见下图内红圈）就要比太阳大的多了。

　　这个已经进入超红巨星的星体，正在准备迎接超新星爆炸的到来。它的直径大约是太阳的800倍。

说到大块头，我们来看看天仙王座的石榴石星，它的直径是太阳的1400倍。（在脑后以及右手之间）。


而跟大犬座的天狼星相比，就会觉得上面几个都是小弟弟了。


它的直径是太阳的2100倍！


　　除了天体的个头大小让我们地球人瞠目结舌，还有天体的温度，也远超出了我们地球人的想象。
船尾座的naosu星，其表面温度高达4万2千度以上，是太阳的7倍。


　　只是它距离我们地球大约1500光年，所以烤不糊我们，大家不要慌。呵呵！类似这样的让我们地球人目瞪口呆的天体，在我们可以观看到的范围内还有很多很多......

6〉星系是怎么诞生的？

　　跟我们自己所处的银河系一样，宇宙里还有无数的这样的星系，这些星系是怎么诞生出来的呢？

　　之前，有很多种假设和推论，但是根据最近对宇宙观测的结果，最令人信服的理论应该是Bottom Up学说-------首先，星星们由于相互引力的作用而慢慢聚集到一起，形成星团，然后星团们相互吸引聚集，形成了规模比较小的星系。然后，小星系们相互冲突，合体，而成比较大的星系，然后，再相互吸引汇集，冲撞合体，再形成更大的星系.......这就是Bottom Up理论。之前，还曾经出现过所谓的Top Down理论，也就是跟Bottom Up理论刚好相反的推论-------巨大的星间云分裂后形成了很多星系。
但是，最近的宇宙观测的结果，明显支持了Bottom Up理论。最初形成的星系在135亿年以前，而星系内部存在大量的星团（疏散星团和球状星团）。比如说在我们自己的银河系内，就有超过1000个的星团被发现了。另外，我们还观测到了星系们正在接近，冲撞，合体等等现象，这些都间接支持了Bottom Up理论的正确性。疏散星团（见下图）。


球状星团（见下图）。


　　在这里我要说的是，目前这些理论还在求证当中，还没有证据表明这个Bottom Up理论就一定是（或者说是唯一的）正确的理论，对于宇宙的观察还在一直进行中！

7〉如果星系相互冲撞了，星星们会怎么样？

　　距离我们银河230万光年的仙女座星系，现在正在以每秒134公里的速度向我们逼近！然后，最终我们会遇到下面的场景。

吧唧！撞在一块儿了！

　　有人可能会笑，可能么？那么就看看下面的照片吧。


　　那怎么办？那么到时候会不会有大量的巨大陨石和恒星冲撞我们的地球么？那不是太可怕了？

　　实际上，这样的担心是没有必要的。星系发生冲撞后，会产生什么后果呢？首先，由于受到冲产生的压力和引力的改变和增大，星系内部的各种气体，灰尘等元素受到压缩，星间云内部温度提高，会产生出更多的星体。而星体和星体之间发生冲撞的几率却是非常的低。那是因为星体之间的距离实际上是非常遥远的（相对于星体的个头而言）。发生冲撞后的星系，是一个1加1大于2的结果，因为冲撞会增加或者说加快恒星的诞生。

　　如果上面的解释还是不能让你安心，还是觉得冲撞太危险了。对于这样的朋友，我有一个脑筋急转弯问题，可以解除你的烦恼。如下。

　　问：青春痘长在什么部位不让你担心？

　　答：长在别人脸上不让我担心。

　　呵呵，那个正在以每秒135公里急速向我们的银河系扑来的仙女座大星系，估计需要30亿年才可以碰到银河哦。

　　我们来看看正在发生冲撞的IC2163和NGC2207，这两个星系合并成一个星系，估计也还需要数十亿年的时间。


8〉星系的形状

　　通过对宇宙的观察，我们总结了宇宙中常见的星系的形状。它们一共有4种，分别是：涡卷星系（见下图）。


棒状涡卷星系（见下图）


椭圆星系（见下图）。


不规则星系（见下图）。


　　所谓涡卷星系，有一个膨胀隆起的中心部分，这里聚集了很多的星体。然后，沿着中心部分向外展开出很多条胳膊，然后，这些胳膊弯曲盘起形成一个圆盘状。

　　棒状涡卷星系在本质上跟涡卷星系是一样的，唯一不同的是中心部分，它的中心部分呈现一个棒状。

　　椭圆星系没有很明显隆起的中心，另外中心和周边也没有明显的分届，状态比较安定。被认为是由很多老龄星体组成的。
不规则星系很好分辨，外形不规则。被认为内部正在大量产生新的星体。



9〉宇宙里面大概有多少颗星星？

　　要想着到宇宙里有多少颗星星的话，估计只有去问上帝他老人家了。要想让地球人回答这个问题实在有点儿困难。但是，按照我们地球人目前掌握的技术来推算出宇宙里大概有多少颗星星（恒星）的话，还是可能的。

　　下面这张照片，是哈勃望远镜拍下的。


　　在这张照片上一共有1万个星系。我们以此为基准进行推算。这张拍下了1万个星系的照片，所拍摄的范围是宇宙的大约1500万分之1，这样我们可以推算出宇宙里大约有1500亿个星系。

　　以我们的银河系为例，它大约拥有1000亿个星体，那么，宇宙全体的星星的数量，就大约是1500亿乘上1000亿，用一般的计算器是无法显示的，这个数字太长了，答案是：150垓个！

　　可能还有很多朋友对垓这个单位还不熟悉。如下。

　　个，十，百，千，万，然后就是亿，兆，京，再然后，就是垓了。

　　另外补充如下。

　　①这里的数字，仅仅是恒星的数字，行星并不包含在内。

　　②这150垓个恒星，在地球上我们用肉眼看的话，最多也就能看到大约5600个。

画王845

这篇完了，准备发第三篇！

lsrmai666

很有意思

disremember

画王845 发表于 2011-3-1 15:08
　　1〉从我们地球上可以观测到的最远的星系离我们有多远？

　　在大气晴朗的夜晚，我们的头顶上会出现 ...

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顺便看看爆炸残骸是什么样子的。
下面是金牛座的角前附近的蟹状星云。这个星体距离我们地球7200光年，大约在1054年被观测到的超新星爆炸。照片就是爆炸后的残骸。

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楼主应该注明一下，这个蟹状星云就是著名梅西耶天体中的第一个深空天体，即：M1

endeavorgw

有点意思.....

探索未知

知识贴帮顶

wwfcode47

画王845 发表于 2011-3-1 15:08
　　1〉从我们地球上可以观测到的最远的星系离我们有多远？

　　在大气晴朗的夜晚，我们的头顶上会出现 ...

同样我也把原帖地址贴出来让广大镜友分享，http://forrest143.blog.163.com/b ... 2085065080082086069
赏月观星的帖子质量非常之高。军事家英英也是那里的常客。

幽蓝星光

好知识，自小对天文学感兴趣，小学四年纪的时候就把十万个为什么天文卷看完了！

画王845

幽蓝星光 发表于 2011-3-5 19:30
好知识，自小对天文学感兴趣，小学四年纪的时候就把十万个为什么天文卷看完了！

我也是，十万个为什么，就把天文的看完了，别的很多都没动过！

magnus

猎户座腰上的三颗星，是不是刘慈欣小说中的三体？

magnus

马头星云很好看哎

星空的爱好者

我个人感觉所有能看到的星云都很美丽虽然有的星云只能用相机看到