浩瀚的宇宙--一次穿越时空的旅行/科学天下科学之美

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太空真空远比在实验室中获得的最大真空还要“ 空”许多。但令人惊 奇的是，在这真空之中，竟然还存在着非常有趣的太 空成员。 在星系内部的恒星之间，我们发现了由气体和尘 埃组成的稀薄的星际 介质。这类物质主要包含宇宙形成时留下的原始氢和 氦，平均每立方厘 米1个原子，这些原子聚集在被更为稀疏但较为暖和 的区域包围的丝状 云体之中。 其他更重的原子虽然也有，但相比之下数量非常 少。它们是已灭亡的 恒星的残留物，飘荡在太空。这些原子可以组成简单 的分子，如氨、水、 一氧化碳，或是更为复杂的分子。如乙醇。巨大的分 子云可以进化成恒星 的温床。这样的云体每平方厘米包含的分子超过1000 个，这个数字在稠密 的恒星形成区域会增加100万倍。 在广阔的星系之间的太空也飘荡着零星的氢原子 ，大约每平方米几个。 我们甚至还发现了少量的重元素，大约每100万个氢 原子中含有1个。普 遍认为，是恒星爆炸和星系碰撞把这些重元素扔向了 太空深处。 虽然远离其他任何物体，但这些原子成束状高速 运动，并发射出高能 x射线，温度可达到几百万度。 巨墙、丝状体和片状体本身就是一系列超星系团 。所谓超星系团。其 实就是多个星系团的集合，由较为稀薄的星系连接， 并由引力作用绑定在 一起。最大的超星系团可以跨越3亿光年。 地球属于一个大小适中的、以室女星团为中心的 超星系团，这个超星 系团跨越1，5亿光年。同其他的超星系团一样，它正 朝着“大吸引者”，藏 于人马座巨墙深处的巨大的星体(巨引源)移动。 星团本身可以大致被分为两类：一类是富裕星团 ，这类星团宽约1000 万～3000万光年，可容纳10000个星系，通常被l～3 个巨大的椭圆形星系支 配；更为常见的是贫穷星团，宽约300万光年，少至 lO个左右星系，通常 为旋涡星系。 我们所在的星团是一个贫穷星团，位于距室女星 团约6000万光年的边 缘区域。这个星团围绕着银河系与仙女星系的引力中 心旋转，由30个左右 大小不一的星系组成，覆盖400万光年。其中有3个邻 居我们可以用肉眼 看到，看上去就像发光的丝带。大、小麦哲伦星云是 我们最近的邻居，距 离分别为17万光年和19万光年。 其次是巨大的仙女座星系，大小为银河系的两倍 。目前距地球200多 万光年，这两个星系将在50亿年后融为一体=虽然恒 星之间几乎不会碰 撞，但是引力的作用会使星系成旋涡状旋转。 粗略地讲，有四分之三可见的星系和银河系一样 ，是旋涡形的，成圆 盘状，中心突出。年轻的恒星以及气体和尘埃。附着 在这个圆盘上；年龄 较大的恒星多成群地分布于圆盘中心或周围的光环之 中。旋涡的形状很规 则并且类别不多，主要的差别在于旋涡的中心。 数量相对较步的椭圆形星系类似于球形，只是扁 平程度不一，主要由 年龄较大的恒星组成。透镜形的星系居于旋涡形和椭 圆形星系之间，是两 种类型的混合。 更难理解的是不规则星系，它们的形状是由于引 力作用和碰撞而形成 的。这类星系大部分是恒星诞生的温床。众多年轻的 恒星之间遍布着稠密 的气状云体。 由于亮度较低，矮星和表面亮度低的星系很难探 测到，但是根据有关 测量推测，它们的数量或许要比其他的星体都要多。 为了简单起见，在这里星系的分类采用的是哈勃 分类法。这个分类足 以星系形状和特征为依据，乐观地讲，是为了解释星 系的进化。我们的银 河系是sb或sc型，但是在中心突出部分有一条额外的 发光条纹。P4-8