宇宙中有多少个星系?

如题所述

在宇宙的广阔舞台上,星系如同璀璨的繁星,点缀着黑暗的夜空。目前,天文学家观测到的星系数量大约有一千亿个,它们分布于宇宙的各个角落。这些星系中,有的距离我们较近,可以详细观察其结构;而有的则极为遥远,我们所能观测到的最远的星系距离我们约有百亿光年之遥。
根据宇宙大爆炸理论,大约在大爆炸发生后十亿年,第一代星系开始形成。宇宙的最初瞬间发生了一次原始能量的爆发,随着宇宙的膨胀和冷却,引力逐渐成为塑造宇宙形态的力量。宇宙进入了一个被称为“暴涨”的短暂阶段,原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨而被放大,形成了星系团。
著名的哈勃太空望远镜捕捉到了遥远的年轻星系的照片,其中一些星系团正在形成之中,距离地球约有一百一十亿光年。这些照片展示了宇宙诞生后不到十亿年内形成的星系。在宇宙的早期阶段,氢和氦云在引力作用下开始集结成团,随着云团的成长,原星系开始形成。
那时,宇宙较小,各个原星系之间较为接近,因此相互作用强烈。在引力作用下,原星系逐渐增大,吸引的气体也越来越多。这些原星系在获得了足够的物质后,在其内部开始形成恒星。大约在宇宙诞生后的三十万年左右,宇宙已经冷却到足以形成原子的温度。
随着宇宙的持续膨胀冷却,原初能量中的质子、中子和电子从背景能量中凝聚出来。质子和中子结合成氦原子核,整个过程发生在不到两分钟的时间内。宇宙的这些早期阶段,形成了构成自然界的所有原子成分。
随着时间的推移,星系开始聚集成群,就像海洋中的群岛一样,镶嵌在广阔的宇宙空间中。这些星系团和星系际气体伸展成纤维状的结构,其长度可达数亿光年。在广阔的空间中,星系群集呈现出球状的结构。宇宙中的星系形态各异,没有两个星系是完全相同的。尽管如此,由于都是在有限的条件下形成,它们具有一些共同的特点,这使得天文学家能够对它们进行分类。
在多种星系分类系统中,天文学家哈勃于1925年提出的分类系统是最为广泛应用的一种。根据星系的形态,哈勃将它们分为三大类:椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。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,其中最大值7是任意确定的。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。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。还有一类用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。
椭圆星系如NGC4552和NGC4486,都位于室女座,分别属于E1型和E0型椭圆星系。NGC4479属于E4型椭圆星系,也位于室女座。NGC205是不规则星系,属于E6型,位于仙女座。NGC3115是E7型椭圆星系,位于六分仪座,也有将其归为S0型的。位于狮子座的NGC3623属于Sa型旋涡星系,而NGC3627则是Sb型旋涡星系。猎犬座的NGC5194属于Sc型旋涡星系,左侧是一个矮星系。银河系的卫星系“大麦哲伦云”是不规则星系的代表。
在宇宙中,大部分大星系都是旋涡星系,其次是椭圆星系,不规则星系所占比例最小。旋涡星系自转速度较快,其盘面含有大量尘埃和气体,这些物质聚集成能供恒星形成的区域。这些区域发育出含有许多蓝星的旋臂,因此盘面的颜色看上去偏蓝。而在其棒状结构和中央核球上,稠密地分布着许多年老的恒星。与旋涡星系相比,椭圆星系自转速度非常慢,其结构均匀对称,没有旋臂,尘埃和气体也极少。恒星在这些星系中的形成已经停止,因此椭圆星系中包含的全都是老年恒星。
宇宙中约有十亿个星系的中心有一个超大质量的黑洞,这类星系被称为“活跃星系”。类星体也属于这类星系。此外,还有一类个子矮小的“矮星系”。这类星系不像大型星系那样明亮,但其数量非常多。银河系附近有许多矮星系,其数量比所有其他类型星系之和都多。在邻近的星系团中也已发现了大量的矮星系。其中一些形状规则,多半都含有星族II的恒星;形状不规则的矮星系一般含有明亮的蓝星。
星系的形状一般在其诞生之时就已经确定了,此后一直都保持着相对稳定,除非发生了星系碰撞或邻近星系的引力干扰。在没有灯光干扰的晴朗夜晚,如果天空足够黑,你可以看到在天空中有一条弥漫的光带。这条光带就是我们置身其内而侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面——银盘。银河系内有约两千多亿颗恒星,只是由于距离太远而无法用肉眼辨认出来。由于星光与星际尘埃气体混合在一起,因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带。银河系的中心位于人马座附近。银河系是一个中型恒星系,它的银盘直径约为十二万光年。
银河系的银盘内含有大量的星际尘埃和气体云,聚集成了颜色偏红的恒星形成区域,从而不断地给星系的旋臂补充炽热的年轻蓝星,组成了许多疏散星团或称银河星团。已知的这类疏散星团约有一千两百多个。银盘四周包围着很大的银晕,银晕中散布着恒星和主要由老年恒星组成的球状星团。
天鹅-人马座方向的银河、辉煌的银河系中心(银核)部分、织女、牵牛星-人马座方向的银河、天鹰-人马座方向的银河、长盾-人马座方向的银河,都是我们可以从地球观测到的银河系的不同的部分。
长期以来,人们一直以为银河系是一个典型的旋涡星系,与仙女座星系类似。但最近的观测却发现,它的中央核球稍带棒形。这意味着银河系很可能是一种棒旋星系。另外,银河系是一个比较活跃的星系,银核有强烈的宇宙射线辐射,在那里恒星以高速围绕着一个不可见的中心旋转。这表明在银河系的核心有一个超大质量的黑洞。银河系有两个较矮小的邻居——大麦哲伦云和小麦哲伦云,它们都属于不规则星系。由于引力的作用,银河系在不断地从这两个小星系中吸取尘埃和气体,使这两个邻居中的物质越来越少。预计在一百亿年里,银河系将会吞没这两个星系中的所有物质,这两个近邻将不复存在。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考