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天文学家揭秘80亿年前星系变化趋势


天文学家揭秘 80 亿年前星系变化趋势 (图)

该图显示了稳定碟状星系的四个发展 阶段,其中每一个发展阶段大约持续 30 亿 年。每个星系都在向稳定的阶段慢慢变化, 在任何一个时期,质量越大的星系,其稳定 性和有序性也越高;越偏远的、质量越低的 星系,其内在运动越无序,而且其内部的宇 宙气体运行路径也越多样化。 新浪科技讯 北京时间 10 月 24 日消息, 据国外媒体报道,美国天文学家近日对夏威 夷凯克天文望远镜和美国宇航局哈勃天文

望远镜所观测到的数百个星系进行了综合 研究,研究成果揭示了一个可以追溯到 80 亿年前的惊人变化趋势:宇宙中的星系在形 成的过程中并非一直处于平稳运行的状态, 而是慢慢从一种无序状态变为现在类似银 河系的扁平碟片状的稳定有序形态。 研究项目负责人、美国宇航局戈达德太 空飞行中心天文学家苏珊-卡辛表示,“天 文学家通常认为,宇宙中的星系在 80 亿年 前就已经形成了现在所展现出的扁平状形 态,当然,在这 80 亿年的过程中,这种形 状也发生了一点点变化。不过我们最近的研 究结果发现事实并非如此:这些星系在这一 阶段一直在持续地变化着形态。” 目前,这些由恒星组成的稳定星系通常 呈扁平碟片状,比如我们所在的银河系。在 这些星系内部,旋转运动是绝大多数星体的 运行方式。但是天文学家在研究中发现,最 远的蓝色星系内却呈现了截然不同的形式, 在那些星系内部,星体的运动方式多种多 样,而且整个星系的结构较为混乱。不过这

些无序的星系会慢慢向现在银河系的状态 转变,慢慢变成一个结构有序的星系。 这些蓝色星系的颜色说明大量的恒星 正在其内部生成,因而星系内的运动较为混 乱而且星体运动速度较快。这样的规律适合 于所有的星系,不过,质量越大的星系内的 运动越有规律、也越稳定。研究人员认为, 他们研究中的最远的那些蓝色星系正处于 慢慢变化成像我们所在的银河系这样稳定 的扁平碟片状星系的过程中。 美国亚利桑那大学天文学家本杰明-维 纳说,“之前研究中的那些内部运动混乱的 星系在宇宙中非常普遍,反而那些稳定的扁 平碟片状的星系是那些少数发育成熟的。” 为了充实他们的研究样本,研究人员还 将目光投向了那些所有可以通过发射谱线 观测到其内部运动的星系。发射谱线是由一 些星系内部宇宙气体发射出的可以显示其 特性的离散波长辐射。这些射线在星系发出 的光线被分解成其组成色的时候被释放出

来。这些辐射携带了大量关于星系内部运转 情况的信息。 研究团队还对 544 个远距离蓝色星系进 行了研究,这些星系距离地球约 20 亿至 80 亿光年,它们的质量为银河系质量的 0.3% 到 100%。天文学家们的研究成果发表于《天 体物理学杂志》上。 银河系也经历过从混乱星系到稳定星 系的转变过程,并逐渐形成了现在的形态。 这样的星系形态和太阳系的形态类似。在过 去的 80 亿年中,星系与星系间的融合数量 大大减少。同时,恒星产生的速率和超新星 爆发的数量也随之减少。科学家认为这些因 素也是星系慢慢变得趋于稳定的原因。 科学家使用计算机模拟了这些形态变 化过程,并不断修改完善他们所建立的模 型。该研究有助于天文学家们了解这些天体 形态变化的物理过程。这项研究由加利福尼 亚大学、加州大学柏克莱分校、夏威夷马诺 大学、摩约翰霍普金斯大学、芝加哥大学和 帕萨迪纳市加州理工学院共同协作完成。(


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