宇宙解码 - 星系与星系之间的黑暗空间中有什么?

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星系与星系之间的黑暗空间中有什么? - 后花园网文 - 探索新闻

  我们生活在太阳系中,而太阳系又处在银河系中。银河系的范围很广,直径至少10万光年,其中包含着多达上千亿颗恒星。如果我们更进一步深入宇宙,飞出银河系,那外面会是什么呢?

  在银河系之外,是浩瀚无垠的星系际空间。银河系只是宇宙中不计其数的星系之一,其他星系也像银河系那样包含着数以亿计的恒星。除了一些正在互相碰撞的星系之外,绝大多数星系之间的距离至少为数万光年,例如,大麦哲伦星系距离银河系大约16万光年;仙女座星系更远,这个螺旋星系位于250万光年之外。

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  那么,广袤而又黑暗的星系际空间中存在些什么呢?银河系与仙女座星系之间的250万光年空间是空荡荡的吗?

  星系聚集着宇宙中大量的物质,但星系际空间并不是完全真空的状态,而是存在着不少的物体,尽管密度非常低。星系的强大引力能够束缚住其中的天体,使它们都会环绕星系中心的共同质心运动,我们的太阳也是如此,它带着地球等一众天体绕着银心公转。

  然而,在某些情况下,天体将会脱离引力束缚,飞入浩瀚的星系际空间中。

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  在多恒星系统中,恒星之间通过引力作用互相绕行,它们可以在轨道上稳定运行非常漫长的时间。如果多恒星系统中存在质量高于8倍太阳质量的恒星,当这些大质量恒星发生超新星爆发之后,它们的大部分会消散成星云,只有少部分的核心质量残留下来,坍缩成中子星或者黑洞。

  如果发生超新星爆发,多恒星系统的引力平衡将会被打破,其中的恒星就有可能被加速到星系的逃逸速度,速度可达每秒上千公里,成为超高速恒星。这些恒星将不再绕着星系中心旋转,而是飞入星系际空间中。如果该恒星存在行星,行星上存在生命和文明,这些也都会被一并带离星系。

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  另一方面,如果多恒星系统靠近黑洞,其中有恒星被黑洞摧毁,而其他恒星将有可能获得足够快的速度,它们将会成为游荡在星系际空间的流浪恒星。根据天文学家的估计,星系际空间中的流浪恒星数量并不少,只是它们没有聚集成星团,太暗而难以被单独观测到。

  除了流浪恒星和行星之外,星系际空间中可能还存在不少的星云。宇宙大爆炸制造出了大量的物质——大约75%的氢和25%的氦,它们在某些位置聚集成团,进而逐渐演化成星系。但还有很多星云没有被星系的引力所俘获,它们仍然弥漫在广阔的星系际空间中。这些星云的密度极低,它们无法聚集形成星系,也无法形成恒星和行星。

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  下图是用口径为150毫米的天文望远镜拍摄到的仙女座星系:

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  我们只能看到处于银河系中的前景恒星,以及250万光年外的仙女座星系,银河系与仙女座星系之间看起来是空荡荡的。这是因为星系际空间太过于广阔,尽管其中存在天体和物质,但以目前的技术很难探测到。

  

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