科普|深邃的宇宙（天文科普）( 四 )
文章图片
旋涡星系
文章图片
椭圆星系
文章图片
不规则星系
而不规则星系其实就是两个星系正在碰撞、合并，形成的不规则形状，因此称为“不规则星系。”旋涡星系，又叫“棒旋星系。”银河系，就属于棒旋星系。
文章图片
银河系全景图
银河系是一个盘状的、带有旋臂结构的、密集的星系群体，而它在浩瀚的宇宙中只是众多星系中的一个，不是最大的，但也不是最小。银河系是一个棒旋星系，质量大约是太阳的1万亿倍，直径为10万光年，中心厚度为1万光年，银河直径为7000光年。银河系有四条旋臂，分别是：人马臂、猎户臂、英仙臂和天鹅臂。我们的太阳系就处在猎户臂，距离银心不到3万光年。天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，距离地球2.6万光年的“人马座A*”其实是一个质量超大的黑洞(约为太阳的400万倍)。这个巨型黑洞，是凝聚银河系的唯一源头。如果把银河系看作是我们在宇宙中的国，那么，太阳系自然而然就是我们的家。银河系，据天文学家们预测，预计在100亿年后，可能会跟距离我们230万光年的仙女座大星系碰撞、合并，到那时候，银河系就会发翻天覆地的变化。大家不用紧张，我们人类能否看到，还是未知数。
什么是恒星？它有什么特征？顾名思义，恒星就是自身能发生热核反应，发光发热，最终演化成致密残骸的星体。星云是恒星诞生的原材料，它曾经是一颗红超巨星死亡后的产物，飘散在空间中，在一定条件下，物质受到彼此引力牵引作用 ，而逐渐凝聚，专业术语叫：“引力收缩，” 像滚雪球一样，越滚越大，物质因凝聚而升温，当质量和体积达到一定程度时，点燃了热核反应，也就是氢聚变成氦的核反应，此时，引力压和膨胀压达到了平衡，一个辉煌壮丽的恒星诞生了。 形成恒星的相关条件，取决于星胚质量和体积的大小，至少要达到8%m⊙（太阳质量）以上，如果小于8% m⊙，就无法产生足够的高温高压，点不燃热核反应，也形不成恒星。
恒星的一生主要经历漫长的演化过程，它生于星云，死于星云。可分为：星胚、主序星、红巨星和致密星四个阶段。星胚是恒星的胚胎阶段；主序星是恒星的青壮年阶段；红巨星是恒星的衰老阶段；致密星是恒星的死亡阶段。致密星又可分为：白矮星、中子星和黑洞。质量越大的恒星，寿命越短，质量越小的恒星，寿命越长。质量大于10倍m⊙（太阳质量）以上的恒星死亡后，即超新星爆发，抛出去的物质，形成了星云。在引力牵引下，星云又重新凝聚，从而为下一代恒星的诞生，创造了条件。可谓分久必合，合久必分，遵循这样“周而复始，始而不同”的演化规律。
当一颗红巨星步入致密星阶段，核燃料快要耗尽时，使多级核反应并存，能量超常，膨胀力克服中心的引力，体积不断向外扩展，一旦核燃料耗尽后，膨胀压撤销了，引力压超出膨胀压，会发生剧烈的坍缩，在巨大的高温高压下，砸成一个致密的星核，可能形成白矮星、中子星和黑洞。关于三种致密星的数据资料，首先看一下白矮星，图例：
文章图片
白矮星
中间的白点就是白矮星，它的表面重力等于地球表面的10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子。体积小，它的半径接近于行星半径，平均小于10的3次方千米。光度即恒星每秒钟内辐射的总能量，即恒星发光本领的大小。白矮星的光度非常小，是正常恒星平均的10的3次方分之一。质量为2.213248万亿吨。密度高达1,000,000 g/cm3(地球密度为5.5g/cm3)，一颗与地球体积相当的白矮星(比如说天狼星的邻星Sirius B)的表面重力约等于地球表面的18万倍。表面温度很高，平均为10的4次方℃。磁场高达10的5次方--10的7次方高斯。从白矮星到黑矮星，需要100亿年，黑矮星就是一个巨大的金刚石，到目前为止，一颗黑矮星都没找到。因为宇宙年龄才137亿年，还早着呢。
文章图片
中子星
中子星，也叫脉冲星，它是宇宙中的“灯塔，”当你在星际航行中看到脉冲信号和物质奔流时，很有可能是中子星。1932年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的詹姆斯·查德威克发现了中子，并因此获得1935年5月18日的诺贝尔物理学奖。俄国著名物理学家列夫·朗道及其同事们随即预测存在一种完全由中子组成的星，但他们的想法并没有及时发表。真正计算验证和发现中子星的时间要早一些。首先，验证中子星的人是印度天体物理学家钱德拉塞卡，1930年，20岁的钱德拉塞卡在去英国留学的轮船上对白矮星的质量和体积进行精心计算，发现白矮星有个质量上限，不能超过1.44m⊙（太阳质量），如果超过上限，就会进一步坍缩成更致密的星体，被誉为“钱德拉塞卡极限。”中子星半径则在10至20公里之间，质量密度为每立方厘米1亿到10亿吨，硬度是钢铁的1亿倍，逃逸速度在10,000至150,000千米/秒之间，表面温度超过1000万摄氏度，中心温度超过60亿摄氏度，因为角动量守衡，每秒自转几千次，并发出规则的脉冲信号，让人误以为是外星人。1969年，发现中子星的人是两位射电天文学家休伊士和贝尔，那是在公元1054年（中国宋朝年间）在金牛座有一颗超新星爆发的残骸蟹状星云中，发现了一颗射电脉冲星(中子星)，证明了脉冲星、中子星和超新星之间的关系。根据泡利不相容原理，不论任何物体，它的结构支撑靠电子简并压，通常来说，就是电子与电子之间斥力来支撑。如果引力压超强，泡利斥力顶不住了，它会进一步坍缩，把质子压进原子核里去了，质子之间挨得很近，变成了中子，由中子构成的星体，俗称“中子星，”也称“脉冲星。”
推荐阅读
- 地图|史上最全宇宙3D地图：定位三百万星系
- 蚊子|脑洞科普：风雨究竟能不能“消灭”蚊子？
- 火星卫星|多国为何暑期纷纷“探火”
- 自然科普家|揭秘人在死前会出现15大征兆，千万要注意了
- 科学家发布史上最大宇宙3D地图，包含400多万个星系
- 人物|比尔·奈在TikTok上科普不同肤色 并呼吁平等对待彼此
- 诗丽美|诗丽美科普：孕期水肿——不可麻痹大意的生理现象
- 风格的室内|科普：挑选家具颜色时，能不能“跟着感觉走”？
- 知识科普|上市政策再升级——聚光灯下IPO企业不容忽视的信息系统核查
- 重庆|蜀黍科普丨敲黑板！微动漫，带你走进民法典！