星系和太阳系有何相似之处?
是否有一种可能即星系只不过是超大质量的原行星盘(盘中心的“凸起”即为“太阳”的诞生)?如果真的是这样的话,根据现有理论可知有一个黑洞在我们银河系的中心,那么也是否可能存在一个迷你黑洞在太阳的中心呢?
正如上面所提到的,螺旋星系和原行星盘是有些相似之处,比如它们都有着圆盘般的外表。而且圆盘形成背后的物理过程在两种情况下都是相同的:即塌缩形成星系的物质和塌缩形成恒星或行星的物质都必须具有角动量。
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哈伯太空望远镜拍摄明亮的NGC 3810影像,清晰的演示经典的螺旋臂结构。图片创建:ESA/HST和NASA。
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透过阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列首次观察到位于金牛座HL的原行星盘。
这样,圆盘一样的外表就形成了。事实上,星盘的形成是天文天体普遍存在的特征:环绕行星的星环,围绕黑洞的吸积盘,原行星盘和螺旋星系盘都是角动量发挥作用的例子。不幸的是,这种相似性并不意味着我们的太阳中心有一个迷你黑洞。黑洞可以看作是密度无穷大的时空区域。
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位于M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像,由事件视界望远镜所拍摄,发表于2019年4月10日。
然而,我们拿最好的太阳模型来说,太阳的中心密度大约是每厘米150克,这是远远小于无穷大的。此外,一个比太阳小的黑洞会对围绕它的太阳物质施加强大的潮汐力(事实证明黑洞越小,潮汐力越强),我们没有证据证明存在这种规模大小的潮汐力。
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图: 潮汐力造成银河对的合并 MRK 1034.
最后,我们对黑洞形成机制的理解并不包括在恒星中心形成微型黑洞的方式-这样的黑洞必须是大爆炸的残余(或者是由我们尚未发现的方式形成),在这种情况下,必须发展出一种新的恒星形成理论。综合考虑,太阳的中心存有微型黑洞是极不可能的。
然而,天文学家普遍认为,可能存在一个超大质量的黑洞在大多数星系的中心(所谓的“超大质量”,指的是比太阳质量大好几百万倍)。这些超大质量黑洞可能在星系的形成中起了重要作用,并起到了稳定银河系盘面的作用。
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上:艺术家描绘超大质量黑洞从邻近的星体上抽走物质。
左下:超大质量黑洞的X光映像。
右下:超大质量黑洞的光学映像。
相关知识
星系,在日文汉字译字为银河,但在中文银河是特指本银河系。广义上星系指无数的恒星系、尘埃组成的运行系统。参考我们的银河系,是一个包含恒星、星团、星云、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质,并且受到重力束缚的大质量系统,通常距离都在几百万光年以上。
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位于后发座的NGC 4414是一个典型的漩涡星系,直径55,000光年,距离6,520万光年。图片来源:哈伯太空望远镜NASA/ESA。
太阳系是一个受太阳引力约束在一起的行星系统,包括太阳以及直接或间接围绕太阳运动的天体。在直接围绕太阳运动的天体中,最大的八颗被称为行星,其余的天体要比行星小很多,比如矮行星、太阳系小行星和彗星。轨道间接围绕太阳运动的天体是卫星,其中有两颗比最小的行星水星还要大。
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