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人马座旋臂断裂,银河系会走向解体吗?

IP属地 中国·北京 编辑:钟景轩 科普时光机 时间:2025-07-01 14:31:27

咱生活的地球,一直在以大约 29.783 千米 / 秒的速度绕着太阳公转,差不多每 365 天就能转完一圈。而太阳呢,也没闲着,从 46 亿年前诞生起,就带着太阳系这一大家子,以 240 千米 / 秒的速度绕着银河系中心狂奔,每 2.2 亿年完成一次公转。

从天文学家目前掌握的情况来看,太阳所在的银河系,属于棒旋星系。在银河系的中心区域,有个质量达到太阳 440 万倍的超大质量黑洞,叫 “人马座 A*”。它和周围的小黑洞,还有那些球状星团,共同构成了一个强大的 “银心引力集合体”。就是这个集合体,让包括太阳在内的 1000 亿到 4000 亿颗恒星,都乖乖地绕着它们公转 。

不过,不久前的一个新发现,让天文学家觉得银河系可没表面上看起来那么简单。在组成银河系的几条旋臂上,似乎藏着更深的秘密。通过计算机模拟出来的银河系全景图,我们能看到太阳距离银河系中心大概 2.6 万光年,处在船底 - 人马臂分叉出来的猎户座旋臂边缘。说白了,就是银河系的 “城乡结合部”。但在 2021 年 7 月 21 日,《天文学与天体物理学》期刊发表了一篇论文,说太阳所在的这个 “城乡结合部” 出状况了。

准确来讲,是人马座旋臂出现了断裂的迹象。以前,因为我们身处银河系之中,被大量的星际尘埃遮挡,很难看清银河系的全貌。直到后来发射了天文观测卫星,这才真正实现了从地球以外的视角来观测银河系。随着对数十亿、上百亿颗恒星的测量,银河系本身的结构也一点点在天文学家面前清晰起来。因为光学望远镜没办法穿透星际尘埃,看到后面的景象,所以斯皮策太空望远镜就成了测定银河系的得力助手之一。它透过星际尘埃的遮挡,从红外波段捕获到的银河系恒星数据显示:人马座旋臂上有一部分恒星,已经脱离了原本的大螺旋结构,独立形成了一条俯仰角大概为 60 度的 “新臂”。从外面看,这些恒星就好像是人射手座旋臂大断裂之前,最早一批受到断裂影响的天体。这不禁让人担心,它们真的是星系断裂的前兆吗?

天体物理学家迈克尔・库恩可不这么认为。之前,哈勃望远镜拍摄过 “上帝视角下的棒旋星系” 照片,天文学家在里面也发现了类似银河系人马座旋臂的 “断裂” 痕迹。他们觉得这种断裂痕迹,只是一种特殊结构,并不是星系要分崩离析的前兆。其实从物理角度来讲,两个星系除了因为碰撞可能会分崩离析,在其他任何情况下,都不会自动解体。因为左右星系命运的,除了引力,还有暗物质。在宇宙的质能占比里,普通物质只占 4.9%,暗物质却占了 26.8%,而且它们都能产生引力。唯一不同的是,暗物质没办法被直接看见。具体到银河系和宇宙里的其他星系,分布在星系内部和外围的暗物质,提供的额外引力非常强,强到足以让任何星系保持基本结构,不会散架。就算星系里出现了运动速度大于星系逃逸速度的恒星,暗物质也能把这些恒星牢牢抓住,不让它们因为速度太快就脱离星系,变成流浪恒星。

按照天文学家的预测,银河系真正的 “分崩离析”,要发生在 37.5 亿年后。为啥呢?因为那时候仙女座星系就要撞上银河系了。到时候,太阳系所在的猎户座旋臂,还有银河系的其他旋臂,都会和仙女座星系内的旋臂搅和在一起。最后在引力的作用下,重新形成新的旋臂,或者变成一个不规则星系。不过不管结果咋样,整个过程得持续数亿年呢 。

所以啊,虽然现在发现人马座旋臂有异常,但银河系还远远没到解体的时候。在这宏大的宇宙里,各种奇妙的变化都在悄然发生,我们对宇宙的了解,也不过是冰山一角。说不定在未来,随着科学技术的进步,我们还能发现更多关于银河系、关于宇宙的惊人秘密呢。宇宙的奥秘无穷无尽,真让人忍不住去探索。

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