中文 | ENGLISH

所在位置:首页 > 天文问答> 星系和大宇宙

星系的旋臂是怎么来的?


1. 旋涡星系M51它的伴星系可以看到两条明显的旋臂。  

图片来源:北京天文馆2020天文摄影师大赛;作者姚慷)  


很多星系都有漂亮的旋臂这些旋臂是怎么形成的呢?很多人认为,旋臂是由固定的大量恒星星际气体和尘埃组成的,旋臂的天体会几乎一直聚在一起绕星系中央旋转。  

1942年,瑞典科学家林德布拉德否定了这种说法,提出了密度波理论。1963,天文学家林家翘和徐遐生等人发展了密度波理论。该理论认为,旋臂不是由固定物质组成的,而是一种运动的波动现象,此波是大尺度物质分布维持与自引力平衡的一种密度波。恒星物质绕星系中心旋转时,绕转速度和空间密度都是波动变化的,当它们进入引力势能较低的区域时速度变慢,物质显得密集密度极大的波峰处就呈现为旋臂的图像。  

为了便于理解,可以把恒星与汽车的运行类比,把恒星想象为运动在圆形公路上各个不同车道上的汽车。如2所示假定因修路关闭了一条车道中的某个路段,这个区域交通堵塞会使汽车密度增加,但是汽车最拥挤的区域不是由相同汽车组成的,也就是每辆汽车都通过了拥挤的地方。  


 

2. 密度波理论示意图  

图片来源:《基础天文学刘学富主编  


星系的旋臂就像是修路工程的工地,其旋转的速度(工程的推进速度)完全不同于单颗恒星的速度(每辆车的速度)所以,构成旋臂的恒星、气体、尘埃等物质并不是固定的,而是有进有出的。我们的太阳目前位于猎户臂上,若干年之后,会离开猎户臂,进入旋臂之间更为空旷的星际空间。  


本回答主要参考了刘学富老师主编的《基础天文学》)  


【上一篇】:距离我们最近的星系是哪个?

【下一篇】:现代宇宙学是由谁最先建立的?

地址:北京市西城区西直门外大街138号(100044) | 电话:(010)51583311、68312517 | 传真: (010)51583312
Copyright@ 1999- 北京天文馆 京ICP备05067643号-1 京公网安备11010202009594号