宇宙中最大的星系的第一批星系是怎么形成的

  科学家并不确定第一批恒星是如何形成的。这副艺术家印象图描绘了一个原始星系被星系中央的超大质量黑洞所主宰,黑洞随着物质落入其中而释放出大量辐射。  凤凰科技讯北京时间7月1日消息,美国太空网报道,一直以来天文学家都在试图理解恒星是如何形成的,宇宙第一批恒星是如何形成的这个问题已经成为经久不衰的谜题。虽然这个课题非常复杂且令人迷惑,研究人员表示他们希望在不久的将来,通过利用新的改进的电脑模型和天文望远镜,能够取得大幅度的进展。  “恒星最初是如何形成的是个非常具有争议性的问题,” 美国纽约美国自然历史博物馆天体物理学馆长、天文学家莫迪凯·马克·麦克罗(Mordecai-Mark Mac Low)这样说道。他写的一篇相关研究发表在6月27日的期刊《科学》上。“但这也是个非常重要的问题。”  曾几何时,宇宙还没有任何恒星存在。整个宇宙只是由未分化的气体组成的统一广阔的区域。最终可能几百万年后,科学家预估计第一批恒星开始形成,恒星的出生率在宇宙大爆炸(100亿年前)后38亿年达到了顶峰,当时恒星形成的速率大约是现在速率的10倍。  想要理解当时这个过程是如何发生的是非常困难的,因为宇宙是一个非常广袤且不同的地方。首先,它当时非常密集,物质非常紧密的堆积在一起,使得气体能够轻松的到达一定的密集度,从而在引力作用下自我坍塌并引发核聚变。此外,恒星改变了宇宙,在整个宇宙中消散了它们产生的元素。  “没有恒星,就没有金属,没有比氦和锂更重的元素,更没有创造生命所需的其它元素。” 马克·麦克罗这样说道。“碳、氮和氧都形成于恒星。”这些元素在宇宙中的出现改变了恒星形成的条件,影响了气体冷却和坍塌的方式。  当科学家理解了原始恒星形成与现在恒星形成诸多不同原因后,他们往往很难在计算机模拟里建立这个过程的模型。其中一个问题便是,这些模拟无法深度探讨足够的细节,以精确的计算具体发生的事件这类似于摄影里缺少足够精良的分辨率。  “这类似于相机里的像素,” 马克·麦克罗说道,“如果你的物体大约是3个或4个像素大小,它显示出来只是一片模糊,这就是目前我们所面临的问题。”例如,分辨率问题导致模型无法确定并维持系统中存在的极度炙热气体的正确数量,并且无法模拟炙热气体是如何在星系里増积的。  然而,在不远的将来,理论学家希望能够在更多更好的超级计算机上利用增强的模拟来克服这一问题。“更大更好的模型能够直接渗透入我们所讨论的架构里,” 马克·麦克罗说道,“更多的有效结合使用现存机器和新机器”也将有所帮助,他补充说道。  另外从观测角度看,天文学家希望透过时间和空间窥探过去以观测第一批恒星与星系,从而更清楚的了解早期恒星的形成,同时获得早期有多少恒星存在的概况信息。这将通过新望远镜的使用而实现,例如位于智利阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),或者称ALMA天文台,以及正在世界各地建造的被定义为“极大望远镜”(Extremely Large Telescopes)的设备。  “很多即将运行的不可思议的设备将帮助我们更好的理解这些问题,” 马克·麦克罗说道。天文学家甚至可能幸运的利用大型巨大天体,例如星系群,作为宇宙放大镜,利用广义相对论的效应观察它们背后的遥远天体。这样的星系群放大镜将解释宇宙存在的第一批星系。如果幸运的话,科学家在未来几年应该能够获得有关恒星起源的新见解。(编译/严炎刘星)  作者:编译 严炎刘星来源凤凰科技)
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13-05-31·宇宙中星系名称的由来_外星探索
宇宙中星系名称的由来
文章作者:紫忆
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& & & 星系源自于希腊语的&&&&&?&& (galaxias)。广义上星系指无数的系(包括恒星的自体)、尘埃(如星云等)组成的运行系统。参考,它是一个包含恒星、气体的星际物质、尘和,并且受到重力束缚的大质量系统。典型的星系,从只有数千万颗恒星的矮星系到上兆颗恒星的椭圆星系都有,全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外,大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。下面我们来看看各种星系名称的介绍。
& & & 浩瀚的宇宙存在着上百个星系,每个星系的发现都是一个漫长而艰辛的过程。科学家经过长期的探索,没日没夜的观测才能把宇宙中最美丽的风景用科学的理论分享给我们,让我们对未知的宇宙有更多的了解。那么对于不同的星系科学家是怎样来区分和命名的呢?
通过星系形态命名星系名称
& & & 星系主要分成三类:椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。对星系类型更明确与广泛的描述会在哈柏序列的条目中叙述。因为哈柏序列是根据视觉的型态,他也许会错过某些星系的重要特征,例如恒星形成率(在星爆星系或活跃星系的核心)。 透镜星系是介于椭圆星系和旋涡星系之间的一种星系。
椭圆星系名称
& & & 椭圆星系分为七种类型,按星系椭圆的扁率从小到大分别用E0-E7表示,最大值7是任意确定的。椭圆星系分为七种类型,按星系椭圆的扁率从小到大分别用E0-E7表示,最大值7是任意确定的。该分类法只限于从地球上所见的星系外形,原因是很难确定椭圆星系在中的角度。不规则星系没有一定的形状,而且含有更多的尘埃和气体,用Irr表示。另有一类用S0表示的透镜型星系,表示介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。例如以下的星系名称:
& & & 属E0型椭圆星系的NGC4552。该星系位于室女座。
& & & NGC4486,同样位于室女座,属E1型椭圆星系。
& & & NGC4479属于E4型椭圆星系,位于室女座。
& & & NGC205椭圆星系,属于E6型,位于仙女座。
& & & 位于六分仪座的NGC3115,属E7型椭圆星系,也有把它归为S0型的。
螺旋星系名称
& & & 螺旋星系分为两族,一族是中央有棒状结构的棒旋星系,用SB表示;另一种是无棒状结构的旋涡星系,用S表示。这两类星系又分别被细分为三个次型,分别用下标a、b、c表示星系核的大小和旋臂缠绕的松紧程度。我们自己的星系,银河系,有时就简称为银河,是一个有巨大星系盘的棒旋星系,直径大约三万秒差距或是十万光年,厚度则约为三千光年;拥有约三千亿颗恒星(3&1011)和大约六千亿颗太阳的质量。
旋涡星系名称
& & & 具有旋涡结构的河外星系称为旋涡星系,在哈勃的星系分类中用S代表.螺旋星系的螺旋形状,最早是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的.螺旋星系的中心区域为透镜状,周围围绕着扁平的圆盘.从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状旋臂,叠加在星系盘上.螺旋星系可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种.按哈勃分类,正常漩涡星系又分为 a、b、c三种次型:Sa型中心区大,稀疏地分布着紧卷旋臂;Sb型中心区较小,旋臂较大并较开展;Sc型中心区为小亮核,旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外,同时还有大量的尘埃和气体分布在星系盘上。
棒旋星系名称
& & & 棒旋星系是中心呈长棒形状的螺旋形星系,一般的螺旋形星系的中心是有圆核的,而棒旋形星系的中心是棒形状,棒的两边有旋形的臂向外伸展。旋涡星系,分为两族,一族是中央有棒状结构的棒旋星系,用SB表示。另一种是无棒状结构的旋涡星系,用S表示。这两类星系又分别被细分为三个次型,分别用下标a、b、c表示星系核的大小和旋臂缠绕的松紧程度。具体的星系名称有:
& & & 位于狮子座的NGC3623,属Sa型旋涡星系。
& & & 属Sb型的NGC3627旋涡星系,位于狮子座。
& & & NGC3351位于狮子座,属SBb型棒旋星系。
& & & SBc型棒旋星系NGC3992,位于大熊座。
不规则星系名称
& & & 不规则星系(Irregular Galaxy, Irr-type Galaxy) 外形不规则,没有明显的核和旋臂,没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。 按星系分类法,不规则星系分为Irr I型和Irr II型两类。 I型的是典型的不规则星系,除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。它们是矮星系,质量为太阳的一亿倍到十亿倍,也有可高达100亿倍太阳质量的。 它们的体积小,长径的幅度为2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星族I天体占很大比例。 II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。 一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系,另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同。最典型的不规则星系就是位于大熊星座的NGC3034不规则星系。
其他特殊命名的星系名称
& & & 麦哲伦云星系是根据葡萄牙航海家麦哲伦来命名的,原因是麦哲伦在航海时首先发现了南天星空中这两个云雾状天体称之为&好望角云&,第一次对他进行了精准的描述,所以以他的名字命名。
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宇宙中第一代恒星、星系是如何形成的
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你可能喜欢哈勃太空望远镜发现一批宇宙初期诞生的星系
新华网北京12月13日电
综合新华社驻洛杉矶记者郭爽、驻华盛顿记者任海军报道,美国航天局12日宣布,天文学家借助哈勃太空望远镜发现了一批在宇宙初期诞生的星系,其中“年龄”最大的星系约为133亿岁,可能是迄今已知最古老星系之一。
今年8月至9月间,美国加州理工学院理查德·埃利斯领导的天文学小组借助哈勃太空望远镜的“广视野照相机3”在为期6周的深空观测中发现了7个古老星系。
美国航天局表示,这是第一次对宇宙初期的可靠的“星系普查”,相关发现将帮助人类了解早期星系和恒星的形成过程,以及大爆炸后的“再电离”等现象,有关论文将于近期发表在《天体物理学杂志通讯》上。
根据目前科学家普遍认可的大爆炸理论,宇宙诞生于约137亿年前。本次新发现的这批星系诞生于大爆炸后3.5亿年至6亿年之间,其中最“高龄”的星系约133亿岁,有望竞争“迄今已知最古老星系”的称号。
去年初一个国际天文学研究小组在英国《自然》杂志上报告说,他们利用哈勃望远镜发现了年龄约132亿年的星系,认为是当时已知最古老星系;后来欧洲航天局又宣布发现了一个距今135.5亿年的星系,年龄更为古老。不同的天文学家对这些时间结果存在一定争议。
哈勃太空望远镜发射于1990年,是产生最多成果的科学仪器之一,目前仍在服役。美国正与欧洲以及加拿大联合开发大型红外望远镜——詹姆斯·韦布望远镜,其主要任务是搜寻大爆炸后形成的首个星系或发光天体,观测恒星系统的形成并搜寻类地行星。
】【】【】宇宙到底包含多少个星系?
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这张哈勃极深场的图片结合了美国宇航局哈勃太空望远镜10年间在原始的哈勃超深场中央拍摄的图片。
凤凰科技讯 北京时间日消息,美国太空网报道,在宇宙里存在着大量的星系,对它最具代表
这张哈勃极深场的图片结合了美国宇航局哈勃太空望远镜10年间在原始的哈勃超深场中央拍摄的图片。
凤凰科技讯 北京时间日消息,美国太空网报道,在宇宙里存在着大量的星系,对它最具代表性的阐述便是哈勃极深场(XDF)&&一组利用哈勃太空望远镜拍摄的图片集,展示了单张复合图片里包含上千个星系。
然而,估计整个宇宙里星系的数量并非易事。首先纯粹的数值是个问题&&一旦总量达到10亿以上,数量的继续增加导致计数越来越麻烦。另一个问题便是我们仪器的限制,为了获得更好的视野,望远镜必须拥有更大的光圈(主要镜面或者镜头的直径)以避免地球空气产生的扭曲失真。
美国马里兰州巴尔的摩市空间望远镜科学研究所的天体物理学家马里奥&利维奥(Mario&Livio)表示,哈勃太空望远镜是目前进行星系统计和估计的最好工具。这台于1990年发射的望远镜最初主镜面存在失真,随后在1993年的一次航天飞机访问后修复了。哈勃还经历了几次系统升级和服务访问,直到2009年5月的最终航天飞机任务。
2005年天文学家将哈勃望远镜指向看似空洞的大熊星座,并收集了长达10天的观测信息。结果显示在每一帧里大约存在3000个昏暗星系,昏暗程度相当于第30级,相比之下北极星大约为第2级。这张复合图片被称为哈勃深场,是一个人一次能够看到的最深最远的宇宙。
随着哈勃望远镜设备的不断升级,天文学家重复进行了这次实验两次。在2003年和2004年,科学家创造了哈勃超深场,这张100秒曝光的图片揭示了天炉星座单一的小点上有10000个星系。2012年,天文学家再次利用升级的设备观测了超深场的一小部分。即使在如此狭窄的视野里,科学家们仍然监测到5500个星系。科学家们将此取名为极深场。
总而言之,哈勃的观测揭示了宇宙大约存在1000亿个星系,但随着太空望远镜技术的发展,这一估计值可能增加到2000亿个。利维奥这样说道。
无论所使用的设备是什么,估计星系数量的方法是相同的。你利用望远镜选择一片天空并观测存在的星系数量,然后利用这片天空与整个宇宙的比例,从而确定整个宇宙的星系数量。&这一方法的前提假设是整个宇宙是均匀的。& 利维奥说道。&我们有理由相信事实的确如此,因为这是宇宙学原理。&
这一原理追溯到爱因斯坦的广义相对论。广义相对论的发现之一便是引力导致时空扭曲,基于此好几名科学家(包括爱因斯坦)试图理解引力将如何影响整个宇宙。
&最简单的假设便是如果你用足够差的视力观察整个宇宙,你会发现各个方向的各片天空几乎都是一样的。&美国宇航局这样表示。&这意味着,从非常大的范围内求平均值时,整个宇宙的物质是均匀和各向同性的,这被称为宇宙学原理。&
宇宙学原理的例子之一便是宇宙微波背景,这种辐射是宇宙大爆炸之后早期宇宙的残余物。利用例如美国宇航局威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson&Microwave&Anisotropy&Probe,简称WMAP)等设备,天文学家发现无论从哪里观测,宇宙微波背景几乎都是相同的。
星系的数量未来是否会发生变化?
对宇宙膨胀&&主要是通过观测星系远离我们的速率&&的测量显示,宇宙大约已经138.2亿年老。随着宇宙逐渐衰老和变大,星系将日渐后退,距离地球越来越远,这使得利用望远镜观测它们变得更加困难。
宇宙正在以超过光速的速率膨胀,这并不违反爱因斯坦的光速极限,因为膨胀的是宇宙本身,而非在宇宙里穿行的物体。同时这种膨胀速率在不断加速。这便是&可观测宇宙&&&也即我们能够看到的宇宙&&的概念发挥作用的地方。在1万亿年到2万亿年间,有很多星系将超出我们在地球上能够观测的范围。&我们将只能观测到那些发出的光能够到达地球的星系,但这并不意味着这是宇宙里所有的星系。这便是可观测宇宙的定义。&
星系也会随着时间的推移发生变化。银河系在未来将与邻近的仙女座星系发生碰撞并在40亿年后合并。在此之后本星系群的其它星系&&距离我们最近的那些星系&&将最终合并。未来星系的居民可以观测到的宇宙将更加昏暗。&那时候的文明可能无法发现宇宙具有1000亿个星系的证据,人类将无法观测到宇宙正在膨胀,甚至可能不知道曾经发生过宇宙大爆炸。&
其它宇宙呢?
随着早期宇宙的膨胀,其它理论认为不同的&口袋&可能逃离并形成不同的宇宙,它们可能以不同的速率膨胀,包含其他类型的物质,甚至拥有与我们完全不同的物理定律。利维奥指出其它宇宙可能也存在星系,只是我们无法确定的证实这一点。所以星系的总量可能比2000亿个还要大。
在我们自身的宇宙里,随着2018年詹姆斯韦伯太空望远镜的发射,天文学家将能够更好的确定星系总量。哈勃太空望远镜能够一窥宇宙大爆炸后4.5亿年形成的星系,而詹姆斯韦伯太空望远镜可以追溯到大爆炸后2亿年形成的星系。&即便如此,预计的星系总量可能并不会发生太大的变化,& 利维奥说道。他指出第一批星系不可能形成于更早时期。&因此2000亿个星系可能是我们可观测宇宙的最佳估计。&(编译/严炎刘星)
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[责任编辑:杜苗]
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