银河系核心有多夸张:1立方光年包含数十万颗恒星

在之前介绍超致密矮星系超高的恒星密度的时候,科学家怀疑超致密矮星系之前也是类似于银河系这样的大星系,只是后来因为某种原因,它的外层恒星丢失了,于是只剩下致密的星系核心。事实上这种说法可信性很高,因为我们银河系本身银心部分就很夸张,今天我们就一起来见识见识吧。

天文学家拍摄的人马座A*,这是我们银河系中心的超大质量黑洞
天文学家拍摄的人马座A*A*,这是我们银河系中心的超大质量黑洞

说到银河系核心银心,很多人喜欢谈论的就是人马座A*A(Sgr A),很多人可能以为人马座A就是银河系中心黑洞,实际上并不是的,人马座A是一个复杂的结构,主要有三个部分组成:

人马座A*A东星

该特征宽度大约为25光年,具有超新星遗迹的特征,该遗迹是在公元前35000到100000年之间发生的一次爆炸事件中产生的。然而,要创造出这种大小和能量的结构,所需的能量是标准超新星爆炸的50到100倍。据推测,人马座A东星是一颗恒星爆炸的残余物,当它靠近中心黑洞时,它被引力压缩。

银河系侧面图
银河系侧面图

人马座A*A西星

从地球的角度来看,人马座A西星具有三条螺旋臂的外观。因此,它也被称为“迷你旋臂”。不过,这种外观和昵称具有误导性:人马座A西星的三维结构其实并不是螺旋结构。它由数个尘埃和气体云组成,以每秒1000公里的速度绕行并落到人马座A*上。这些尘埃云的表层被电离了。电离的来源是大质量恒星(目前已发现一百多颗蓝超巨星),它们也占据了银河系中央秒差距。

人马座A西星被一个巨大的、块状的较冷分子气体环绕,即环核圆盘(CND)。人马座A西星的北旋臂的性质和运动学表明它曾经是环核圆盘中的一个团块,由于一些扰动而坠落,也许正是这样才造成人马座A东星的超新星爆炸。北旋臂看起来是一个非常明亮的南北发射脊,但它向东延伸很远,可以作为一个昏暗的延伸源被检测到。

银河系核心结构图
银河系核心结构图

西旋臂被认为是环核圆盘的电离内表面。东旋臂和南旋臂似乎是类似于北旋臂的另外两个大的尘埃云,尽管它们不共享相同的轨道平面。据估计,它们每个的质量约为20个太阳质量。

在这些大型结构(大小约为几光年)之上,可以看到许多较小的尘埃云团和大尘埃云内部的孔洞。这些扰动中最突出的是微腔,它被解释为由一颗大质量恒星的恒星风在北旋臂内部吹出的气泡,目前尚不清楚。

人马座A*

人马座A*应该是银河系核心最被人熟知的结构了,现在科学家证实这是一颗超大质量黑洞,前不久好拍摄到了它的照片。

这颗银河系超大质量黑洞的质量相当于410万个太阳质量,其半径大约是6.25光时,大约相当于天王星的轨道大小。周围有很多恒星围绕人马座A*黑洞高速旋转,其中一颗命名为S2的恒星公转速度高达5000公里/秒,是最接近这个黑洞的恒星。

银河系中心超大质量黑洞,相当于410万个太阳质量
银河系中心超大质量黑洞,相当于410万个太阳质量

银河系核心处超高的恒星密度

在太阳附近,恒星密度大约为每立方秒差距一颗恒星(1秒差距为3.26光年),而在距离银河心中心大约100秒差距的地方,这里的恒星密度已经上升到每立方秒差距100颗恒星。在非常靠近银心的地方,这里的恒星密度进一步上升到每立方秒差距有几十万颗恒星。

在这个地方,恒星和恒星之间的距离不再是以光年为单位,而是以光周甚至是光天为单位。

银心处超密集的恒星密度
银心处超密集的恒星密度

在银心最深处的1秒差距的范围内大概有超过1000万颗恒星,这里的恒星以红巨星为主,另外还有大量的大质量超巨星和沃尔夫-拉叶星,这些恒星似乎是几百万年前的一次恒星群形成事件中批量形成。

如果你有幸生活在这个地方,这里夜晚的星光将会足够明亮,抬头就能看到数千万颗恒星。

当然这里的环境是不适合人类生存的,伽马射线X射线等等都非常强烈,不适合生命存在。

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