漩怎么读为什么漩涡星系的旋臂不会发生缠绕看看天文学家怎么说星系

想想你在夜里看到的最壮观的物体空。当然，有很多目标可供选择，包括垂死的恒星、超新星遗迹、孕育恒星的星云和新老星团，但没有什么能与螺旋星系的壮丽相提并论。这些“宇宙孤岛”中有数亿颗恒星，向我们展示了它们独特的结构。你知道，如果你认真思考这个结构，它是令人费解的，正如我们的提问者格雷格·罗杰斯所做的:

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来源:欧洲航天局/哈勃和美国航天局
螺旋星系有一点让我很困扰，那就是我们只能看到旋臂缠绕在大约一半的地方。因为外围围绕核心旋转的速度比较慢，所以希望我们能观察到一些多次围绕核心旋转的旋臂——螺旋很多的螺旋星系。是因为宇宙还没有老到可以形成多旋臂的螺旋星系吗？
你可以观察到任意数量的螺旋星系，它们都有相同的表观结构。

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画廊:来自梅西耶·卡特罗格的七幅令人惊叹的经典螺旋星系地图
星系核发射任意数量的旋臂，通常是2到4个，它们围绕星系呈螺旋状延伸。我们在20世纪70年代最惊人的发现之一是，当恒星以轨道速度围绕星系中心向外延伸时，它们的运动不会变慢，这与我们以前对行星绕恒星运行时会变慢的理解不一致。相反，恒星的运行速度将保持不变，这意味着星系的旋转曲线不变。

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图片信用:维基分享用户Stefania Deluka
我们通过观察边缘螺旋和单个恒星相对于它们各自星系中心的红移或蓝移来测量它。但即使单颗恒星的速度大致不变，一颗恒星到星系中心的距离是另一颗的两倍，其轨道时间是另一颗的两倍，所以距离星系中心十倍远的恒星的轨道时间是另一颗的十倍。
【漩怎么读为什么漩涡星系的旋臂不会发生缠绕看看天文学家怎么说】考虑到这种情况，我们可以做一些数学计算:对于像银河系这样的星系，根据太阳和其他恒星的运动速度，太阳大约需要2.2亿年才能形成绕银河系的单一轨道。我们距离银河系中心约26000光年，距离银河系边缘的距离略小于一半。这意味着对于我们这样一个有120亿年历史的星系来说，外围恒星应该只围绕银河系中心运行25周；与太阳位置相同的恒星应该运行大约54周；位于银河系中心10000光年以内的恒星应该已经运行了100多周。换句话说，根据下面的视频，我们推测星系会随着时间的推移而“终结”。

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来源:欧洲航天局
然而，根据星系图，螺旋星系没有几十倍环绕的旋臂；大多数情况下，手臂连一个完整的圆圈都没有！当我们第一次了解螺旋星系的这个性质时，就意味着有一点是肯定的:这些旋臂只是一种视觉效果，并不是真实的。毫无疑问，这是真的，无论是单星系还是多星系系统。如果我们仔细观察，我们会发现这些星系提供了另一条线索。

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资料来源:欧洲南方天文台，智利拉西亚天文台用3.58米新技术望远镜和EFOSC仪器拍摄。
你注意到旋臂上点缀的粉色斑点了吗？这些斑点出现在新恒星形成的活跃区域；粉红色信号实际上是波长为656.3纳米的过量光。当炽热的新恒星明亮燃烧时，它们可以电离气态物质，然后电子和质子重组形成新的氢原子。这些新形成的氢原子发出特定频率的光，包括能产生粉红色区域的波长。