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银河系中心的亮度,为什么比周围要大很多?科学家是这样解释的
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2023.03.16 四川

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在晴朗的夜晚,我们抬头仰望天空,看见的一条明亮的白色带横跨天际,那便是银河,我们置身于银河系的太阳系之中,就好比一粒尘埃,更是显得微不足道。我们所处的银河系比普通的星系稍微大一些,直径大约为10万光年,已经有150亿年的历史。虽然整个银河系边缘地区较为黯淡,但是在银河系的中心地带则呈现一个非常明亮的区域,亮度远高于周围的地方。那么,银河系的中心究竟是什么?为何会有如此高的亮度呢?

关于银河系中心区域的亮度为什么要高于其它区域,主要有以下3个原因

首先是银河系中心存在着众多发光的恒星

在地球上,我们晚上所见的满天繁星,大多数是来自于可以自身发光的恒星。在我们肉眼可见范围内,大约有3000多颗,加上脚下看不见的,总共差不多6000多颗。而且这些恒星大多数位于银河系以内,因为遥远,所以一些银河系外的恒星需要借助望远镜才能观测到。而在银河系中心地带,则聚集着大约4000万颗这样发光的恒星。

其次,在银河系中心区域,恒星分布的密度相当大

我们都知道,银河系自内向外分为银心 银核 银盘 银晕和银冕。它的中心区域银心的直径约为2万光年,而厚度约为1万光年,这个区域主要由高密度的恒星组成。根据科学家们的计算发现,在银河系中心附近的每立方光年的空间中有着多达29万颗恒星,这意味着在距离中心3.26万光年以内,有着超过4,000万颗恒星,密集的恒星汇聚在银河系的中心地带,使得银河系中心区域的亮度及其惊人。

最后,由于恒星碰撞以及超新星爆发,增加了银河系中心的亮度

恒星运行轨道的改变,导致大量恒星发生碰撞,以及中心区域常常会发现超新星爆发,其亮度比地球大数万倍,因此,银河系中心区域更加明亮。

因此,银河系中心区域高亮度是由三个因素造成的,即发光的恒星 恒星分布的密度以及恒星碰撞和超新星爆发。

从科学家们绘制的银河系全景图中,我们很难想象在银河系中心如此之小的空间内,竟然聚集了如此数量庞大的恒星群。

那么,到底是什么力量能够将如此多的恒星汇聚在这个“狭小”的宇宙空间呢?

以人类目前的科技水平,我们现在能够观测到的宇宙达到了惊人的960亿光年,而在宇宙中,所有的恒星 行星 星云等各种天体更是不计其数,虽然天体数量之庞大,但是它们各自的运动轨迹却是很有规律的,这使得天体与天体之间不会相互碰撞。

我们知道,在太阳系中太阳是绝对的老大,它的质量占了整个太阳系的99.86%,其它所有的天体质量只占了可怜的0.14%,因此,太阳系中的天体都是围绕太阳旋转的。

根据此规律,我们是否可以推断在银河系中是不是也有一颗超大质量的恒星呢?

在最初的研究阶段,科学家们认为在银河系的中心可能存在一颗超级恒星,然而随着观测手段的提高,科学家们发现,在银河系中心没有任何恒星可以达到这种地步。

在随后的观察中,科学家们发现了一个很强的射电源从银河系中心区域发出,科学家们因此将研究重点转向了该区域(该区域后来被命名为人马座a)。随着研究的深入,让科学家们感到疑惑的是,该射电源发出区域的天体居然没有任何可见光发出。

后来,科学家们又对银心方向的十几颗比较亮的恒星的运动轨迹进行了长期的监测和分析研究,发现这些恒星都被来自人马座a的一个天体强有力的引力牢牢地拽去。科学家们据此推算,能够产生如此强劲引力的天体,其自身质量大约是太阳的400万倍。

而随后科学家们发现银心中产生巨大的引力来源都集中在一个很小的范围内,而想要在如此小的范围内产生强大的引力范围,那么这样的天体就只有可能是黑洞,即一个超大质量黑洞存在于银河星系中心。正是因为这个超大质量的黑洞,才使得银河系中心区域能够聚集如此之多的恒星。

银河系中心产生强大引力的黑洞到底有多大?

据科学家们观察和计算,银河系中心的黑洞直径为2,400万公里,质量是太阳的400万倍,我们知道质量越大的天体其所产生的引力越强。银河系中心的黑洞,因为其质量超大,因此在其周围形成了一个强引力场,专业术语叫视力场,即黑洞的引力辐射范围,任何进入黑洞视界的物体都会被黑洞强大的引力所吸引并围绕黑洞旋转,而银河系中心的黑洞就是靠着这股强大的引力吸引着大量围绕它旋转的恒星。

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