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宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡

宇宙探索2015-8-9阅读:9120

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(1)

    宇宙探索极为重要,因为它不仅可以拓展人们对大自然的认知,而且人们可以利用它对数学理论进行验证。以下的十大物质考验了我们计算能力和想象力的极限。

  10.最微小的行星

  今年初,开普勒天文台发现了带有三颗行星的恒星系统,其中包括了迄今为止天文学家所发现的体积最小的太阳系外行星。

  开普勒望远镜被安置于太空中,没有讨厌的大气层的阻挡,可清楚地观测到星际状况。这颗编号为开普勒37b的小行星比水星还要小,直径仅仅比月球大200公里。不幸的是,它就位于从九大行星中降级的冥王星附近。




最微小的行星

  天文学家查找行星候选者的方法之一就是通过“凌日法”观察恒星,行星经过其母恒星表面的时候,会造成恒星亮度的略微降低,因而此法更容易发现较大的行星。

  目前我们所发现的大多数系外行星都比地球要大,大小一般和木星差不多。开普勒37b所产生的暗光效果几乎不易察觉,使得这次发现更加惊喜万分。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(1)

  


费米气泡

  9.银河系的费米气泡

  从平面看,银河系非常庞大,就像我们经常在图片上所看到的画面一样。但从侧面看,它却十分普通,纤细瘦小。或者至少在我们通过光谱的极短端(X射线和伽玛射线)观察它以前,它是这样的。

  费米气泡垂直银河系盘面沿伸50000光年,相当于银河系直径的一半。甚至连美国宇航局都不清楚这两个巨大气泡从何而来。然而他们也许是银河系中心特大质量的黑洞所产生的残余放射物,因为只有巨大的高能事件才会产生伽玛射线。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(2)

  


  8.行星“忒伊亚”

  在四十亿年前,早期的太阳系非常恐怖也极端危险,布满了在不同发展阶段的小行星。我们的宇宙附近到处都是石头和冰块,所以碰撞也十分频繁。其中最大的一次碰撞解释了一种人们更加认可的月球形成学说——大碰撞说。

  原始地球和火星大小般的忒伊亚行星发生了碰撞。它们在一个特殊的角度相撞,据说碰撞后所产生的残骸进入地球轨道,最终合并形成了现在的月球。




行星“忒伊亚”

  如果撞击稍微再正面一些的话,要么更靠近两级要么更靠近赤道,那么结果将会大不相同,撞击很可能会彻底毁灭年轻的地球。

  7.史隆长城

  与平常我们人类接触过的天体结构相比,史隆长城庞大到令人难以置信,看起来十分不真实。它是宇宙中最大的结构之一,由一连串的星系组成,长达十四亿光年。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(2)

  


史隆长城

  史隆长城包含了数以亿计的不同星系,其中大多数在整体结构中形成了超星系团。这些星系团似乎是依照宇宙大爆炸造成的不同密度区形成的,在宇宙微波背景下也可以观测得到。

  一些人认为史隆长城不应被当成一个单一的结构,因为事实证明并不是所有的星系都是有倾向性地连接在一起的。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(3)

  


  6.最微小的黑洞

  在宇宙中,没有什么能比巨大的黑洞更吓人的了。用电子游戏中的术语来说,它就是宇宙的“终极巨兽”。

  黑洞产生的引力场如此之强,甚至连以每秒30万公里的速度移动的光也无法逃逸。我们已经目睹过无比巨大的黑洞,他们的质量是我们太阳的数十亿倍。但是现在我们第一次发现如此微小的黑洞。




最微小的黑洞

  在此之前微小记录的保持者大约是太阳质量的14倍,用我们的标准来衡量的话已经相当之大了。这颗最新发现的小黑洞IGR仅是太阳质量的三倍。它接近黑洞稳定存在的质量下限,当它死去时便会自动坠落。如果它更小一些,便会和我们的太阳一样熄灭,渐渐膨胀,最后外层和大多数内部物质脱落,散落在宇宙中。

  5.最小的星系

  星系无边无际——那是无数的星星在核反应和重力的作用下所构成的画面。他们无限庞大,耀眼无比,以至于我们远距离就能用肉眼观察到他们。因此人们很容易忽略能够找到微小星系的可能性。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(3)

  


最小的星系

  Segue 2矮星系是一个 “小巧玲珑” 出其不意的典型例子。因为它只包含1000颗恒星。相反地,我们的星系却拥有数以亿计颗恒星。

  鉴于我们的星系在浩淼的宇宙中不是特别巨大和突出,而它整个星系的合成输出仅比我们的太阳系多出900倍,这着实让人感到失望。随着望远镜性能的不断提高,我们也许会发现更多像Segue 2一样的“局外人”。这对于数学的发展无疑是件好事,因为这样大小的星系曾被预测过,但直到最近才被观测到。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(4)

  


  4.最大的撞击坑

  自从我们开始研究火星以来,到底是什么使得火星半球与其他行星大相径庭,人们对此一直存有争议。一个最新的学说阐明了此差异是因为一次巨大的灾难性的撞击改变了火星的本来面貌。

  伯勒里斯盆地——也是迄今为止太阳系里最大的撞击坑,为火星骚乱的过去提供了线索。它覆盖了大部分的火星:其面积就占了至少40%,跨度长达8500公里。第二大的撞击坑也在火星上,不过比伯勒里斯盆地小四倍。




最大的撞击坑

  能够产生如此庞大的巨坑,早期的那次撞击必定是空前绝后的,据计算撞击的抛射体体积比冥王星还要大。

  3.近日点最接近太阳的小行星

  虽然水星是离太阳最近的大行星,但还有很多小行星离太阳更近。近日点是最接近母恒星的轨道上的点,而序号为2000 BD19的小行星拥有最小的轨道,与太阳无限接近。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(4)

  


近日点最接近太阳的小行星

  太阳是巨大的伴有核爆炸的火球,它为人类提供了温暖和生命。因为近日点只有0.092个天文单位——一个天文单位是地球跟太阳的平均距离——2000 BD19表面会变得十分炎热,其高温度足以使锌和其他金属融化。

  研究这个小行星非常重要,因为它能够帮助我们收集一些有关于不同因素改变一个天体的轨道定向的信息。其中一个因素就是爱因斯坦著名的相对论。因此,认真勘察接近地球的天体能够帮助我们理解这个神奇的理论如何与实际观测联系起来。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(5)

  


  2.最古老的类星体

  人们预测一些黑洞非常庞大,因为他们能把任何挡道的物体全部吸入。

  ULAS J1120+0641 拥有20亿倍的太阳质量,对于天文学家来说,它的发现是个“重磅”惊喜。这不仅仅是因为它的大小,还因为它的年代。ULAS是迄今为止人们发现的最古老的类星体(基本上是由一个黑洞喷吐而出)。




最古老的类星体

  它在宇宙大爆炸后不到8亿年的时候形成。这绝对是非常古老的,因为这意味着来自这个遥远类星体的光要经过长达129亿年的星际之旅才能到达地球。没有人知道为什么这个黑洞如此之大,因为早前并没有很多物质能够被吞并。

  1.土卫六(又称泰坦)

  冬去春来,卡西尼号搜索太空船最近拍到了土卫六北极的地貌图,其中充满了湖泊。水无法在这个异域存在,但是温度却为液态甲烷和乙烷从月球内部涌现并且浮动创造了合适的条件。

宇宙十大极限物质:银河系存巨型气泡(5)

  


土卫六

  说来也怪,尽管卡西尼号搜索太空船早在2004年就绕着土卫六观测,但这是第一次云层消散天文学家拍到北极的清晰画面。大部分的湖泊有数百英里宽,最大的可肯拉海是里海和苏必略湖的总和。

  液态环境的存在是构成地球生命的必要条件。但是充满碳氢化合物的海洋孕育的生命形式和地球不同,因为有些能在水里能分解的物质不能在碳氢化合物中分解。











 

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