恒星自身的演化

恒星演化開始於巨分子雲。一個星係中大多數虛空的密度是每立方厘米大約0.1個至1個原子,但是巨分子雲的密度是每立方厘米數百萬個原子。一個巨分子雲包含數十萬至數千萬個太陽質量,直徑為50光年至300光年。

在巨分子雲環繞星係旋轉時,可能會造成它的引力坍縮。巨分子雲可能互相衝撞,或者穿越旋臂的稠密部分。鄰近的超新星爆發拋出的高速物質也可能是觸發因素之一。最後,星係碰撞造成的星雲壓縮和擾動也可能形成大量恒星。

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恒星都是氣體星球。晴朗無月的夜晚,並且無光汙染的地區,一般人用肉眼大約可以看到 6000多顆恒星。借助於望遠鏡,則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上。

解釋星係撞擊

星際大撞擊

1994年7月的“彗木之吻”使天文學家們目睹了一場天體大撞擊的宇宙奇觀和悲劇般後果。然而,這不過是在太陽係尺度上的一次普通天體撞擊現象。

倘若兩個對麵飛馳而來的星係相撞,或彼此擦肩而過,那便是天體力學上一個驚人龐大的宇宙過程,要從頭至尾觀測完這一過程需花費幾億年時間,即便幾十代天文學家的辛勤努力也恐怕難以勝任這一天文觀測。

天文學家的觀測

如今,天文學家還尚不知曉星係相撞的模擬實驗是否跟實際上的天文觀測相吻合。

20世紀70年代,美國天文學家借助安裝在智利的天文望遠鏡研究確認,當宇宙中發生並非如此罕見的宇宙悲劇,即巨大星係相撞時,會導致這些相撞星係形狀上的變化, 還會破壞新恒星的誕生過程。

美國天文學家基於大量觀測認為,與中學現代天文學教科書中關於宇宙演化的概念恰恰相反,新誕生的一大批恒星比整個宇宙要年輕得多,但是,當初很少有人相信這一點。

1997年10月底,美國天文學家們借助修複後的“哈勃”太空望遠鏡拍攝了一張發生最大宇宙悲劇的照片,即觸角星雲中的兩個大星係相撞發生一宇宙悲劇的地方距離我們6300萬光年。這一震驚科學界的新發現,從而解開了曆代各民族和天文學家自古留下的關於宇宙奧秘困惑不解的謎團。

模擬實驗探奧秘

為了全麵揭示和研究星係相撞導致的悲劇性後果,日本天文學家借助計算機和數學模擬係統,隻用了幾小時的時間就完成了一項星係碰撞模擬實驗。

在實驗現場顯示出兩個相撞後相互作用的星係之間出現的遙遠異地的宇宙奇觀:在對撞的兩個星係之間出現光橋、光尾、紐帶狀和圓盤狀星係的扭曲變形等現象。

但模擬計算並不能對相互作用星係的某些特性作出解釋,比如:兩個星係相撞時的顏色為什麼往往跟單個星係的顏色截然不同?兩個星係較高的X射線亮度與什麼有關?歸根結底的問題是:為什麼在數學模擬實驗時總是不出現環狀星係?這一點引起天文學家的關注。

數學模擬實驗表明,在兩個星係飛速接近時,這兩個星係的氣體雲中的次星係並非像圓盤狀星係中的次星係那樣牽製著自己。這時,恒星就會在兩個相互接近的星係之間形成紐帶,或形成被強力展開的螺旋狀分支物,氣體雲會形成環狀結構,其半徑小於恒星圓麵的半徑。鄰近星係的影響會破壞氣體雲沿圓形軌道勻速運動,它們往往相互碰撞從而強化了恒星的誕生過程。

幾億年後,星係掠過最近點後,星係間引力的相互作用促進了恒星的形成過程,從而使恒星形成的強烈度達到極點,其恒星形成的速度是孤立星係中恒星形成正常速度的10倍。

為了能明確解釋星際大撞擊的原因,還需要科學家更深入的探索和研究。

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1980年,美國、英國、荷蘭合作發射的紅外天文衛星首次探測到極亮紅外星係的強烈紅外輻射,天文學家估計,其是由於星係碰撞時,塵埃物質將碰撞中產生的新生恒星的光叢吸收並再輻射所致。

隕星墜落會傷人嗎

隕星產生的影響

在行星的曆史上,發生過巨隕星隕落導致地球災變的事件。譬如,大約6000萬年前,一顆質量為幾十億噸的隕星墜入地球,從而導致許多物種滅絕。與1908年發生的通古斯爆炸事件有關的一些全球性現象,更加說明了小彗星與地球相撞的事實。

極小隕星的隕落能對地球人類現實生活產生什麼樣的影響呢?這一問題是加拿大國家調查局天體物理學研究所的幾位學者提出的。

隕星墜落的概率

研究人員在9年時間裏,借助60部攝像機在加拿大西部進行了觀測。積累的大量資料得以計算出隕星隕落的概率,即取決於隕星的質量。據此推測,隕星的總質量是攝像機所拍攝到的最大隕星殘塊的兩倍多。

實際上,每年平均有大約39顆質量不小於在100克的隕星落入100萬平方千米的陸地上,那麼每年有大約5800顆隕星落入整個地球的陸區表麵。

隕星落入人群或房屋的概率有多大呢?研究人員作出許多推斷:若按每一個人占0.2平方米的麵積計算,落到人身上的最小隕星殘塊的重量不超過幾克。通常200克以上的隕星塊才能擊穿屋頂和天花板。

如果隕星的總重量為500克,那麼5個殘塊中每一個都能擊穿屋頂,但是,質量較小的隕星殘塊就不會導致這一後果。

隕星墜落事件

公元前3123年6月29日,一顆1600米長的隕星墜落在索達姆地區,導致數千人死亡,對100平方千米範圍內造成破壞性打擊。這次隕星碰撞相當於100萬千克以上的TNT炸藥爆炸,形成迄今世界上最大的山崩事件之一。

1954年11月30日,在美國亞拉巴馬州的一個小城:一塊重3900克的隕石殘塊擊穿了屋頂和天花板,擊傷了一名正在睡覺的婦女。由此可見,觀測與計算是相符的,不過隕星隕落直接傷人的事件是極為罕見的。

隕星落到屋頂的事件也時有發生。最近20多年裏,在美國和加拿大研究發現的新隕落的隕星事件中,隻有7起事件造成房屋嚴重受損,受損的房屋通常都是樓房和汽車庫的屋頂。另外兩起事件由於隕星質量小未能損壞屋頂。

還有一顆重1300克的隕星擊中一個郵箱,從而使它嚴重變形。如果考慮到一部分隕星墜落到公共設施和工業廠房的屋頂而不被注意,那麼預測概率為:年均0.8次或20年間16次落到屋頂。所有這些均被觀測所證實。

最大的隕星墜落場

一個由法國和埃及科學家組成的小組聲稱,他們在埃及發現了世界上最大的隕星墜落場地。據悉,借助了無數的衛星圖像,該考察小組才在埃及與黎巴嫩邊境交界地區找到了這個號稱世界上最大的隕星墜落場。

在埃及新發現的世界最大隕星場內,有上百顆巨大的墜落的隕星石。該考察小組已經在這個場址進行挖掘,並且在13處有隕星墜落的地方開掘。

科學家們稱,這些隕星雨的殘餘物是大概距今5000年之前撞擊地球的,覆蓋麵積達5000平方千米。由於巨大的衝撞力,隕星石在墜落到地麵時撞出了20米至1000米直徑不等的坑。有的隕星石一直鑽入地表下80米深的地方。

直至最近為止,阿根廷的隕星場一直被認為是世界上最大的,麵積約為60平方千米。科學家在埃及的發現意義重大。

以前,人們所知的隕星場幾乎都是由單個隕星殘骸撞擊地麵所致,即隕星在進入了厚厚的大氣層時,一塊隕星石碎成了幾塊。但此次科學家們在埃及發現的隕星場有所不同,它不是單個而是由幾個隕星石共同組成的。

科學家的結論

科學家在用外推法分析和研究了所獲得的有關世界人口和各大陸的資料,進而得出一個結論:在世界50億人口中,質量不小於100克的隕星隕落事件的概率為10年1人次。隕星擊穿屋頂的概率也不過年均16座房屋。

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隕星,自即空間降落於地球表麵的大流星體。大約92.8% 的隕星的主要成分是二氧化矽,5.7% 是鐵和鎳,其他的隕石是這三種物質的混合物。含石量大的隕星稱為隕石,含鐵量大的隕星稱為隕鐵。

探秘太空中的引力體

哈勃流受到巨大擾動

1968年以來,國際天文研究小組的“七學士”,即天文學家費伯和他的同事們在觀測橢圓星係時發現,哈勃星係流正在受到一個很大的擾動。所謂哈勃星係流就是指宇宙所表現出來的普遍膨脹運動,有時簡稱哈勃流。這是根據著名的哈勃定律、由觀測星係位移現象所知曉的。

哈勃流受到巨大擾動這一現象說明,我們銀河係南北兩麵數千個星係除參與宇宙膨脹外,還以一定的速度奔向距離我們1.05億光年的長蛇座——半人馬座超星係團方向。

天文學家的研究

是什麼天體具有如此大的吸引力呢?天文學家們經分析認為,在長蛇座一半人馬座超星係團以外約5億光年處,可能隱藏著一個非常巨大的“引力幽靈”——“大引力體”,或稱“大吸引體”。有人用電子計算機作理論模擬顯示,發現這個神秘的大引力體使我們的銀河係大約以每秒170千米的速度向室女星係團中心運動。與此同時,我們周圍的星係也正以每秒約1000千米的速度被拖向這個尚未看見的“大引力體”。有人推測,這個大引力體的直徑約2.6億光年,質量達3×10個太陽質量。

天文學家的爭議

但是,也有人否定這個“引力幽靈”的存在。如倫敦大學的天文學家羅思·魯賓遜和他的同事們,在仔細觀察了1983年發的射國際紅外天文衛星發回的2400張星係分布照片後斷定,已觀測到的星係團,比以前人們認識的要大得多,其寬度大約有一億光年。這些龐大的星係團中存在著足夠的物質,也足以產生拉拽銀河係的引力,而不是什麼別的“大引力體”。

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萬有引力是由於物體具有質量而在物體之間產生的一種相互作用。它的大小和物體的質量以及兩個物體之間的距離有關。物體的質量越大,萬有引力就越大;物體之間的距離越遠,萬有引力就越小。