||
宇宙中散布着星系,星系有着独特的物质循环机制。物质不断获得与丢失,恒星不断诞生与灭亡。整个宇宙生机勃勃,井然有序。
9.6.1.1星系中心黑洞喷流损失星系核位于星系中心,质量密集,由大量的恒星、等离子体和高能粒子等组成。整个星系围绕着星系核转动,星系核转动角速度最高,随着半径的逐渐增加,转动角速度逐渐降低。
由于引力作用,星系围绕着星系核旋转。同时,可见物质之间以及暗物质与可见物质之间的相互作用,致使恒星即星际物质的动能逐渐转化为其他形式能量,转动速度逐渐降低。
所有的恒星和星际物质都逐渐落入星系中心的星系核,只不过这个过程漫长而持久。经过长时间地向星系核移动的过程中,恒星逐渐老去,一部分还没有来得及再生就已经落入星系核。落入星系核的包括处于不同阶段的恒星,但处于老年阶段的恒星比例会显著高于外围的比例。
恒星不断向中心移动,星系中心是恒星最大的墓场。但也有一些恒星没等走到墓场就失去活力,并进入到下一个轮回。因此,走进星系中心墓场的不仅仅是老年恒星,也存在着一定数量的青壮年恒星。
恒星和星际物质在星系核也不会停止向中心汇聚。由于集成了巨大的转动惯量,半径的缩小使转速急剧升高。星系中心的巨大压力与超高转速使各种物质的电子压入原子核,形成了中子。星系中心形成巨大质量、极高密度和超高转速的黑洞。而在各种类型星体合并与压缩过程中,会时不时发生碰撞与爆炸。各类星体的大量的势能与动能得到充分蓄积,星系中心黑洞会时不时出现巨大的喷流。巨大的环向与极轴方向的压力差、巨大物质堆积与能量蓄积是黑洞喷流的根本原因。
星系中心黑洞的巨大喷流主要是中子,这些中子的喷流速度极高,甚至能接近光速,因此这些喷流能够达到百万光年之外。当中子脱离黑洞,失去了巨大压力,中子很快就衰变为氢原子,进而结合为氢气。
由于喷流速度大且达到的距离远,同时垂直于星系平面,星系对这些喷流形成的氢气的吸积作用十分有限,往往只有少部分被吸积后,由于直线落入星系后而使吸积过早中断。因此,星系中心黑洞的喷流使星系大量物质流失。
总之,所有的恒星和星际物质都逐渐落入星系中心的星系核,只不过这个过程漫长而持久。经过长时间地向星系核移动的过程中,恒星逐渐老去,一部分还没有来得及再生就已经落入星系核。落入星系核的包括处于不同阶段的恒星,但处于老年阶段的恒星比例会显著高于外围的比例。恒星不断向中心移动,星系中心是恒星最大的墓场。各类星体的大量的势能与动能得到充分蓄积,星系中心黑洞会时不时出现巨大的喷流。黑洞将形形色色的物质都万物归一为中子,喷流的中子衰变为氢原子并结合为氢气。星系中心黑洞是最大、最主要的氢元素再生工厂。巨大的环向与极轴方向的压力差、巨大物质堆积与能量蓄积是黑洞喷流的根本原因。由于喷流速度大且达到的距离远,同时垂直于星系平面。因此,星系中心黑洞的喷流使星系大量物质流失。
9.6.1.2星系局域黑洞喷流部分损失除星系中心黑洞,星系中仍存在一定数量局域黑洞。一个大的星系中的星体往往也是成团成系分布的。一个大星系内包含若干个星团或小星系,在旷日持久地缓慢向星系中心移动过程中,也有着自身的循环机制。在这个过程中,也会有少量恒星诞生,也会有恒星不断老去,成为褐矮星、白矮星、中子星和黑洞这四种冷态星体之一。
无论是中心黑洞还是局域黑洞,都有着类似的形成与发展机制。共同的特征是较大质量、极高密度、超高转速,并且有供其长期吸积的物质。一旦旷日持久的吸积开始,巨大的压力使所有的物质都成为相同的物质——电子被压入到原子核成为中子。
中子星和黑洞的本质区别是中子星尚未形成旷日持久的吸积,无法形成喷流。而黑洞不仅旷日持久地吸积物质,更旷日持久地获得各种能量。大量的物质堆积与能量蓄积,使中心物质剧烈运动而极不稳定。由于吸积盘的环向超高压力和转动的极轴方向的较小压力,会产生巨大配流。巨大的压力差、巨大物质堆积与能量蓄积是黑洞喷流的根本原因。
总之,黑洞的巨大喷流主要成分是中子。当脱离黑洞,失去了巨大压力后,中子快速衰变为氢原子,进而结合为氢气。与星系中心黑洞相比,局域黑洞相对较小,喷流的距离显著降低,只有极少部分能逃脱星系巨大引力而逃离星系。黑洞喷流的物质都会形成星云,星云会不断孕育恒星。星云不断吸积或被吸积,不断发育与合并。星系与星云不断相互伴生与相互转化,不断地分离与合并。这样,星系与星云的不断有序运动,促进了宇宙的不断发展与循环。
9.6.1.3星系的卫星星系吸积星系的中心黑洞喷流会流失大量物质,而局域黑洞的喷流也会流失部分物质。与此同时,星系也会有不同的物质吸积形式,星系物质吸积包括热态物质吸积与冷态物质吸积。
热态物质吸积就是卫星星系被强大的星系吸引而融入星系的大家庭当中。每个星系或多或少会有一些卫星星系,而卫星星系往往是被较大星系捕捉到的。银河系拥有十几个卫星星系,包括大麦哲伦星系、小麦哲伦星系、大犬座矮星系、人马座矮星系、天龙座矮星系、小熊座矮星系、船底座矮星系、天炉座矮星系、玉夫座矮星系、六分仪座矮星系、杜鹃座矮星系、狮子座I和狮子座Ⅱ矮星系等,其中大、小麦哲伦星系是两个比较大的星系。
星系及其卫星星系都沉浸在暗物质的海洋中,由于暗物质的密度梯度而相互吸引。卫星星系在星系巨大的吸引力作用下围绕着星系旋转,当然也存在一定数量的小型星系或星系直接与星系相互穿过或直接融合,而一些小星系被星系捕捉后而成为卫星星系,卫星星系围绕着星系旋转。
由于可见物质之间以及可见物质与暗物质之间的相互作用,卫星星系的势能与动能不断地转化为其他形式的能量,逐渐与星系融合。卫星星系的不断融入,为星系补充巨大的物质和能量。
总之,星系也会有不同的物质吸积形式,星系物质吸积包括热态物质吸积与冷态物质吸积。热态物质吸积主要是卫星星系被强大的星系吸引而融入星系的大家庭当中。卫星星系的不断融入,为星系补充巨大的物质和能量。宇宙中,没有任何一个星系能孤立与其他星系之外,每个星系由于暗物质的细丝结构而有着千丝万缕的联系。星系不断合并形成更高一级的星系团。星系不断吸积物质、吞并卫星星系、合并为更大星系,同时星系中心黑洞与局域黑洞不断吸积并喷流中子形成氢气。星系的中心黑洞喷流会流失大量物质,而局域黑洞的喷流也会流失部分物质,喷流物质形成星云。星系内无数恒星将氢元素聚变为原子序数更高的重元素,黑洞又将形色各异的重元素万物归一,再生为氢气形成星云。星云又进入下一个轮回,不断孕育出无数恒星形成星系。星云和星系相互伴生,相互转化。
9.6.1.4星系的星云吸积星系除了吸积热态物质,也不断吸积冷态物质。冷态物质主要是星云,也包括一些冷态星体。
星系所到之处只要存在星云,那么星云往往很难逃脱星系巨大的引力。星云包括自身黑洞喷流形成的,也有其他星系黑洞喷流形成的。
星系中心黑洞喷流形成的星云相对比较庞大,而局域黑洞喷流形成的星云相对较小。
实际上,星云达到一定密度和体积,并且有吸积核,那么就将不断孕育恒星。而在这个过程中,往往是一系列的恒星诞生,而这些恒星形成自己的动力学体系,成为星团、小星系或星系。因此,星系的冷态星云的吸积,往往也伴随着热态物质的吸积。
总之,星系除了吸积热态物质,也不断吸积星云等冷态物质。星云在发展的过程中也不断孕育恒星,因此星云吸积往往伴随着热态物质的吸积。每个星系团由若干个星系构成,每个星系不断喷流物质,同时也在不断吸积物质。星系与星云的吸积与合并成为宇宙中的常态事件。星系内恒星不断老化、死亡,黑洞不断喷流,使各种重元素再生为氢气,然而喷流缺使星系物质与能量不断损失。而星云与卫星星系不断汇入为星系不断注入新的活力。
《暗物质与宇宙模型》全书下载链接:
链接:链接:https://pan.baidu.com/s/154_mYfER7PbXSUBqGPhN2A?pwd=dscl
《暗物质与宇宙模型》超精简版PPT
链接: https://pan.baidu.com/s/1Zp5A-LzBygGHRKEq31GpCw?pwd=73dq
《和平与发展》全书下载
链接:https://pan.baidu.com/s/1cgCYm0EEaYOzNzylsrAtuA?pwd=cxkq
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-12-14 01:33
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社