銀河系：恒星的化學條碼揭示出“窮人”和“富人”

murphlau · 發表於 2015-6-23 10:47:14

　　夏天的夜晚，當我們在郊外仰望星空，就會發現天上一條模模糊糊的亮星帶，從南至北。這就是銀河。銀河系是很大的天體結構，我們的太陽系就身處其中。銀河系的體型太大了，所以它的同伴只能被稱為矮星系。一個“矮”字突出了同伴的級別。
　　一般的矮星系只有幾十億顆恒星，還有些只有上萬顆恒星，而我們的銀河系明顯闊綽太多，它有接近四千億顆恒星。銀河系是由數千個星團和一大批星雲物質組成的系統，它的直徑約為100000多光年，中心的厚度約為6000多光年。
　　銀河系為什麼擁有如此巨大的規模呢?
　　美國麻省理工學院的助理教授安娜，做了一個很有趣的研究課題。經過研究，她認為，銀河系過去沒有這麼大，它是在吞噬周圍的矮星系，在不斷地吞噬過程中，銀河系才不斷地長大，變成了如今的龐然大物。
　　過去，人們一直認為，銀河系是個旋渦星系，就跟仙女座大星系一樣。經過近幾十年的研究，尤其是經斯皮策紅外望遠鏡觀測證實，銀河系是一個棒旋星系，它的中心像一個棒子那樣，而不是像一個旋渦。不僅如此，斯皮策紅外望遠鏡還確認證明，銀河核心的棒狀結構比預期的還大。但是，這依然不影響我們原來對銀河系的理解，從側面看，它的外形就像兩個扣在一起的盤子，恒星主要集中在中心，邊緣地區較少，但在盤子的上側和下側，也並非空無一物，那裡也有一些恒星，只是密度較小，看起來不是那麼亮，這裡被稱為銀河系暈。
　　指證銀河系在不斷吞吃周圍的矮星系，關鍵就要在銀河系暈的週邊找到證據。如果銀河系吞吃了矮星系，這些矮星系的成員就會進入到銀河暈的週邊。天文學家們找到相關證據了嗎?
　　恒星的化學條碼揭示出窮人和富人
　　判斷誰是真正的罪犯，最重要的證據莫過於DNA檢測，DNA記錄了一個人的生物遺傳特性。恒星也有自己的DNA，那就是恒星的化學條碼，它清晰地顯示著恒星中所包含的化學資訊。
　　星光中包含著恒星的基本資訊，這早在牛頓時代就為大家所共知，讓陽光通過三棱鏡，就可以看到七彩陽光，七彩光就暴露了太陽上的化學元素信息。
　　一般的大型望遠鏡都裝備有光譜儀，能夠拍攝恒星的光譜。光譜儀可以將星光分解成一條條的彩色光帶，光譜中出現的暗線是吸收線，那些吸收線就是恒星的化學條碼，相當於恒星的DNA，告訴我們被觀測恒星上包含著哪些元素，以及那些元素含量的多少。
　　天文學家分析光譜儀發現，銀河系暈外側的一些恒星，它們的化學條碼顯示它們內部的金屬元素含量非常少。天文學家聲稱，這就足以證明，那些恒星是一群外來戶，它們是被銀河系俘虜來的。等一下!憑什麼因為人家金屬元素含量少，就斷定人家是銀河系的外來戶了呢?說話一定要講證據的!
　　首先，需要說明一下的是，化學條碼所顯示的，並不是我們平常所理解的金屬元素，它們是較重的化學元素。
　　宇宙在最初形成的時候，只有很簡單的幾種元素，分別是氫、氦和鋰元素，它們既是最簡單的元素，也是最輕的元素，是它們聚合在一起形成了最早的恒星。隨著恒星的演化，這些元素就會演化成重元素。這些重元素伴隨著超新星一起形成，超新星爆發之後，這些重元素――也就是金屬元素會參與下一輪恒星的形成。
　　按照古人的說法，金也就是金屬，也就是財富，說一個人有多少金就是說有多少錢，這種說法也適合在天文學上使用。儘管這裡說的所謂金屬元素只是碳、氧、氮、鐵，但是在天文學中，它們被稱為金屬元素。攜帶較多碳、氧、氮、鐵的恒星，被稱為富金屬恒星;而缺乏這些元素的恒星，當然就是貧金屬恒星。貧金屬恒星，也就是恒星家族中的窮人。
　　在銀河系的暈中，就發現了宇宙中最缺鐵的恒星，鐵元素的含量只有地球地核的1%，但是它的品質卻是地球的三十萬倍。
　　銀河系是一個比較大的星系，銀河系那樣有三千多億顆恒星成員，大多數恒星很亮，它們在不停地演化，以至於今天包含著太多的金屬元素，銀河系不該有這些窮成員，這足以說明，銀暈裡面的貧金屬恒星是外來戶，是被銀河系俘虜來的。
　　矮星系裡面的窮人
　　貧金屬恒星多存在於星系暈中，它們不願意跟富人為伍。富人們喜歡炫富，它們聚集在一起，生活在豪華的地方，生活在光芒明亮的銀河系銀盤裡面，相互攀比誰的光芒更明亮。但是，窮人就不能這樣，星系暈就是它們的家園，那裡就是貧民窟。它們只能居住在生活條件簡樸的貧民窟裡。
　　以上說法，當然只是玩笑。貧金屬恒星為什麼只喜歡生活在銀河系的銀暈裡面呢?這引起了天文學家的興趣。他們知道，還有另一個地方也是貧民窟，這個貧民窟就是矮星系。尤其是那些只有幾千顆恒星的矮星系，更是貧金屬恒星的家園，那裡是實實在在的貧民窟。
　　一般認為，銀河系周圍的矮星系產生較早，它們是宇宙誕生之初的第一代恒星，保持著最純樸、最原始的狀態，它們是星系演化的活化石。也正因為如此，人們才努力尋找它們，試圖揭示宇宙誕生之初的更多資訊。
　　矮星系包含的恒星竟然出現在銀河系，這就揭示了一個驚天地秘密：長期以來，銀河系一直在吞噬周圍的那些矮星系，這就是弱肉強食。銀河系如何做到的呢？它就是憑藉著自己強大的引力唄，把矮星系的恒星逐漸吸收過來，使得一些原本獨立存在的矮星系早已無影無蹤，它們的成員都被納入到銀河系銀暈裡面。如果我們能聽懂，這些貧金屬恒星一定在痛苦地向我們訴說：當年曾經發生過毛骨悚然的吞噬案件。
　　銀河系吞噬鄰近矮星系的恒星流
　　天文學家繼續舉證：能證明銀河系吞噬同類罪名的證據，還不僅僅是這些。
　　電腦演示宇宙誕生初期，在銀河系的附近，誕生了大量的矮星系，它們圍繞著銀河系運行，就像是行星環繞著恒星運行那樣。但是現在，只能找到很少的一部分矮星系，要找到只有幾千顆恒星的矮星系更是困難重重。它們太黯淡了，在最初形成的時候，它們的個頭就不大，光芒也就不亮。又因為聚集的數量太少，就更無法與群星璀璨的銀河系爭輝了。
　　不過，科學家確信它們存在，找不到它們，過去，科學家只能埋怨自己的望遠鏡不夠先進。可是恒星流發發現，給了科學家啟示：也許，找不到的那些矮星系都成為了銀河系的腹中之物。最初的銀河系，只不過是個很一般的小星系，隨著時間的流逝，它越長越大，長大的原因就是它在不斷地吞噬周圍的矮星系，銀河系正是在不斷吞噬中長大的。有地球地核的%，但是它的品質卻是地球的三十萬倍。
　　銀河系是一個比較大的星系，銀河系那樣有三千多億顆恒星成員，大多數恒星很亮，它們在不停地演化，以至於今天包含著太多的金屬元素，銀河系不該有這些窮成員，這足以說明，銀暈裡面的貧金屬恒星是外來戶，是被銀河系俘虜來的。