宇宙里面母星云为什么一天能产生六千万个恒星呢?

宇宙里面母星云为什么一天能产生六千万个恒星呢?,第1张

宇宙空间对于我们宏观意义上来理解的话,那么它是空无一物的存在,假如一罐氢气泄漏入宇宙,想找回来可就难了,因为在几乎零的大气压下,气体扩散会无限扩散,一直达当前宇宙的临界密度。那么问题来了,都说恒星是宇宙大爆炸的原初气体或者超新星爆发后的星云坍缩而成,这些物质为什么不会无限扩散,反而能形成无数恒星呢?下面我们来简单探讨下这个看起来非常有趣的话题。

一、宇宙的临界密度

宇宙暴涨论是现代宇宙诞生的主流科学理论,在这个过程中所表现出来的就是引力和斥力之间的争夺,万有引力定律告诉我们,物质会产生引力组织天体进一步远离,当然如果可能的话它还会因此靠近,最终的导向如何取决于宇宙中物质的密度的大小!

观测到的宇宙是平坦的

根据欧空局普朗克卫星对如下几个方面的观测:

宇宙微波背景辐射重子声速振荡引力透镜

三者的观测相结合,发现当前宇宙平坦为0001±0006,即从当前观测看来,宇宙在6‰的精度上仍然是非常平坦的

上图公式是以此为依据从爱因斯坦广义相对论中推导出的宇宙临界密度计算公式:

H是哈勃参数(哈勃常数是指哈勃参数现在的数值,它会随时间改变)G是万有引力常数(这个数值不变)

假设以WMAP在2006年测得的70千米/秒/百万秒差距计算,宇宙的临界密度为36×10^-30g/cm^3,这个比例算起来大概每立方米只有一个质子的质量!

这个临界密度表示什么意义?简单一点说,如果宇宙平局密度小于这个密度,那么膨胀不可避免,宇宙将是开放式的,如果宇宙平均密度大于这个密度,那么未来可能会趋向于收缩!如果是等于,那么宇宙将保持在恐怖的临界状态,而理论上任何细微的扰动都可能打破这个平衡,继而走向膨胀或者坍缩。

二、星云坍缩与恒星诞生的秘密

上文我们了解了宇宙的临界密度,接着我们来看看诞生出恒星与行星的星云,它们来自哪里,又为什么会坍缩?为什么又有那么多星云没有坍缩?

1、星云的来源

星云的来源有几种,宇宙大爆炸时期的原初星云,从暴涨时代的高温下降后,从夸克胶子浆中形成的中子与质子结合,形成氢、氦以及少量锂原子核,而在温度进一步降低后电子和原子核结合成原子(包括氢、氦以及锂元素),形成弥漫的星云。

另一种则是从这些星云中形成的恒星发展而来,大质量恒星晚期会形成超行星状星云以及超新星等,会将恒星整个生涯中积累的大量元素(质量越高,产生元素越多越重)通过超新星爆发扩散成尘埃云,但由于恒星存在辐射层结构,大部分的氢元素没有燃烧,因此又重新回归宇宙,成为下一代恒星的来源。

2、星云为什么会坍缩

其实星云的密度还不如月球表面气体原子密度,月球表面每立方厘米的空间中有超过10^6个原子,在地球附近的太阳系内宇宙空间有数十个原子/立方厘米,而在本星际星云中则只有03个原子/立方厘米!但这依然比宇宙的临界密度高数十万倍,因此理论上这些原子之间仍然存在引力坍缩的可能!

问题来了:为什么这些星云还没有坍缩?

引起星云坍缩的是金斯不稳定性,这有两种因素,一种是星云内部满足金斯不稳定条件,另一种星云受到附近恒星级能量爆发的影响满足金斯不稳定性条件,比如超新星或者中子星合并等天文事件。

金斯不稳定性

当尘埃云的热运动扩散动力不足以抵抗引力时星云会发生坍缩,有如下两个条件:

受到超新星扰动密度区域长度大于金斯长度时,会发生引力坍缩尘埃云密度大于金斯密度或质量大于金斯质量时,也会发生引力坍缩

当然这些条件并不是所有星云都能满足,或者说一处星云内部已经有多处满足这个要求,比如我们能观测到著名星云-猎户座的M42则早已是银河系内首屈一指的恒星工厂。

3、恒星的诞生

我们看不到太阳系诞生的过程,但在距离地球1400光年以外的猎户座星云却是太阳系诞生过程最好写照,在星云内部,由于金斯不稳定性,出现了多处坍缩,在每一个坍缩区都有可能形成一个恒星系!

上图国家地理纪录片《旅行到宇宙边缘》猎户座星云大工厂的部分情节GIF截图,制作非常精美,类似的情节在《哈勃太空望远镜》也有描述,后者更为详尽,因为是3D版本,对M42的3D结构做了非常详尽的表现。

博克球状体

尘埃云的某处一旦开始坍缩,密集区域就会形成博克球状体,这是在恒星形成早期出现的高密度区域,一般典型的大小为一光年左右,质量约为太阳的10-50倍,这也是联星和聚星系统形成的区域

博克球状体:它很像某种昆虫的茧,是星云早期坍缩开始形成恒星的重要标志,荷兰裔美国天文学家巴特·博克在1940年首次发现,但直到1990年才通过分析近红外波段才证实恒星在博克球状体内诞生。

上图是著名的船底座星云的悬浮博克球状体,在船底座星云内部,博克球状体处处可见,在船底座星云中的恒星伊塔的辐射电离下,加上多个波段曝光后合成的博克球状体图像有一种不真实的梦幻感!

星云中的湍流

但在这个过程中,也会因为星云开始坍缩后的湍流增加导致某些星云团块碎裂,如果这些碎裂的团块质量仍然超过金斯质量,那么这些分裂的团块内部仍然可能诞生恒星。在这里有一个有趣的现象,因为星云坍缩后会导致湍流结构,因此某些团块可能会流体动力效应而被驱逐出星云,形成奇特的现象:逃离星云的原恒星。

原恒星的诞生

当博克球状体继续坍缩,密度的增加会将引力势能转换为热能,内核温度上升。当然原恒星逐渐达到流体静力平衡时(天体热压力与引力平衡的状态),原恒星就在引力中心形成了,一般情况下,原恒星周围都存在尘埃盘,因为还会继续收缩!

2014年9月,偶走南方天文台阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列对距离地球460光年的金牛座年轻恒星星HL Tauri进行了持续成像观测,从上图处理后的原行星盘中可以清晰看到同心结构已经形成,每一个同心圆都有表示有行星正在成型。

阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列在240 GHz尘埃连续谱观测到的20个原行星盘。

三、宇宙未来的趋势,膨胀还是坍缩,还是维持现状?

星云的坍缩,恒星的形成不过是宇宙各个角落正在诞生的无数故事中的一个,那么整体宇宙未来的命运如何呢?我们是否能根据临界密度来做一个判断吗?

根据可观测宇宙的大小以及观测到的物质计算得到的密度只有2×10^-31g/cm^3,似乎差了一个数量级,但这仅仅包含可观测的显物质,根据宇宙物质模型,还有268%的暗物质

加上暗物质比例,再修正哈勃常数的差异,当前宇宙平均密度与临界密度几乎相差无几,那么宇宙的未来到底如何?吃瓜群众很是期待,在线急等。

空间曲率K与宇宙学常数Λ

“宇宙学常数Λ,曾经是爱因斯坦引入的概念,在与哈勃的交流后抛弃了宇宙常数,但勒梅特又“非正式”的将它请了回来,而根据现代宇宙学的发展,似乎又要给它一个正式的名分”

宇宙的形态是由这两个参数所决定的,K=0时是欧几里得空间(平直空间),Λ=0表示静态,Λ>0表示斥力,Λ<0表示引力!那么整体上所有的组合就如下图:

上图是美国天文学加爱德华·哈里森在1967年根据这个关系整理的表格,非常直观,描述各种条件下宇宙的几个未来。

金牛座最不合适的星座

 金牛座最不合适的星座,天上恒星的组合便形成了星座,个人为人处世的行为和态度与星座有很大的关系,面对遇到的难题这个星座也能迎刃而解,以下分享金牛座最不合适的星座

金牛座最不合适的星座1

  天蝎座

 天蝎和金牛刚开始相处时很和谐,以为能相处很久,最后却不得结果。天蝎的性格比较极端,会忠于爱情对恋人非常的疼爱和呵护,跟天蝎谈恋爱会觉得非常的甜蜜,可是他们多疑敏感,时常没有安全感怕遭到背叛。而金牛对待任何事都是先以忠于自己为前提,天蝎时常因为这个跟他争吵,认为金牛不考虑他和这段感情的感受,而金牛又非常固执,认为自己的观点和做法就是正确的,如果你不认同我那就是你的错。而争吵到一定程度后,天蝎又爱冷暴力,双方一个固执一个耍冷暴力,最后怎么能融合到一起呢。

  水瓶座

 水瓶和金牛的三观完全不相同,只能相互排斥。水瓶追求浪漫甜美的爱情,他们喜欢自己的另一半也是自由奔放的,而金牛对待爱情平淡朴实,喜欢稳定的生活,他们首先在爱情观上就差距太大,金牛完全给不了水瓶想要的爱情。而且水瓶不喜欢被约束,他们自由惯了,很多其他人觉得难以接受的事物,水瓶觉得无所谓,很注重精神上的享受。而金牛性格比较保守,也很爱钻牛角尖,常常想说服水瓶,但最后都以吵架告终。他们两个的世界太不相同,完全就是天生相克。

  射手座

 射手和金牛打心底就互相排斥,一个动一个静始终处不到一个点上。射手爱玩喜欢自由,不会为任何停留在固定一个地方,他们觉得开心最重要。而金牛保守、家庭至上,不愿生活有太多动荡,双方谁也不理解谁,也不互相退让。射手为了玩,有钱就会立马花完,从来不懂得节俭,而金牛对钱很重视也很节俭,这也是金牛不能接受射手的地方。他们相互之间动不动就会触及到对方的底线,在所有事上也很难有共同语言,在一起完全没有开心的时候,天生相克让他们并不适合在一起。

 以上就是最不适合金牛座的三大星座,两个不合适的在一起是非常痛苦的一件事,所以有时不必强求。

金牛座最不合适的星座2

  和金牛座最不配的星座

  水瓶座

 水瓶座和金牛座很不配,可以说水瓶具有理想化的倾向,金牛座特别现实,对感情的态度,两个人也天差地别,水瓶希望能够找到精神契合的伴侣,物质条件上没有那么在意,但是在精神上要合拍,能够聊到一起。金牛座则更看重物质基础,两个人未来的生活规划,能不能处得来。而且水瓶和金牛都不擅长沟通,各自生活在自己的世界中,都有自己的`骄傲和固执,谁也无法理解谁,互相看不顺眼,天生一对冤家。

  射手座

 射手座和金牛座不相配,一个活泼好动,一个沉静如水,射手喜欢变化,喜欢挑战尝试各种东西,胆子特别大,金牛不喜欢变动,最好是能够过一成不变的日子,这样他们的内心会非常踏实,一旦发生改变,内心就会惶恐不安。当射手和金牛在一起,射手会觉得没意思,在家里待不住,很容易感到厌烦,金牛也不喜欢射手过多的交际生活,每天不着家,他的世界参与不进去,想给他很多约束,两个人相爱相杀,彼此都很累。

  狮子座

 狮子座和金牛座不太配,性格方面狮子座开朗的就像是一个太阳,霸道自信光芒万丈,不管在哪方面都非常出众,金牛座就比较低调了,不喜欢引人注目,在处事上就有很大的不同。而且对待金钱的观念,狮子座和金牛座也不一样,狮子座奉行及时行乐的准则,喜欢什么就买什么,还都是一些品牌的东西,出手太大方。金牛座生活节俭,省吃俭用,甚至有些人会说他抠门。当狮子座和金牛座在一起之后,就会爆发很多矛盾,相爱相杀的一对。

金牛座最不合适的星座3

  一、与金牛座不合的星座

 与金牛座不合的星座是射手座。射手男和金牛女绝对是看似不搭的组合。金牛女有与生俱来的淡定,她们一生都是行云流水般的,波澜不惊。但是对于爱情,金牛女是非常重感情的一类人,她们希望成为射手男的女眷,而不是普通的伴侣。

  二、金牛座事业运势

 金牛座事业工作上容易取得进展,也易有晋升机会,甚至能解决很多困惑以久的难题。不过能量不强,帮助有限,应保持顺其自然的心态,以免期望太高,自寻烦恼。除了凡事要加倍努力外,亦可以趁着竞争运强的年份,做与工作有关的学习进修,有助加强个人的竞争力。

  三、金牛座性格特点

 金牛座的人是一个喜欢按自己的人生哲学走路的人。你不轻易改变自己的生活习惯。固执已见是你性格上的突出特点,同时也是你的主要缺点。平时温文尔雅,一旦受到触怒,你会变得令人望而生畏。金牛座的人家庭观念较强,你把家庭天地作为寄托自己幸福和安居乐业生活的可靠圣殿。

金牛座最不合适的星座4

  和金牛座最不合的三大星座

  金牛座X狮子座

 金牛座和狮子座都是理财高手,赚钱很有一套,按理说应该非常合得来才对,可惜他们的消费观不一样啊!金牛座虽然算不上抠门,但Ta是个省钱高手,不该花的钱金牛一分都不会花。而狮子座则是“今朝有钱今朝花”的态度,赚钱就是为了享受,消费还能促进经济发展呢。看到狮子座花钱如流水,金牛的心真的很痛!

 说完了消费观我们再来说说这两个星座的爱情观到底有多不合!金牛座虽然不是善于说甜言蜜语的恋爱达人,但却是出了名的好好先生,最懂得疼人照顾人。狮子座对恋人很大方,但又有些孩子气,总是希望得到恋人的关注与崇拜,不太懂得疼爱对方。

  金牛座X天秤座

 金牛座是一个慢性子,做什么都是满满来,在人际交往中更是很慢热,和初识的人寒暄就已经耗尽了金牛所有的力气,再让金牛找话题聊那简直是要命了。天秤座和金牛座恰恰相反,善于交际的天秤座在交际场合如鱼得水,和陌生人沟通是他们的强项。天秤不仅能接住别人抛出的话题,还能提出有趣的话题吸引关注。而金牛在交际场合遇见天秤,真的是话不投机半句多!

 犹豫不决的天秤座是个选择困难症患者,意志不够坚定,好不容易做了个决定因为别人一句话又开始摇摆不定,迟迟下不了决心。而金牛座则喜欢瞄准一个就不变了,选来选去的纠结牛牛们实在是不懂,看着天秤纠结也是很心累了。

  金牛座X射手座

 金牛是一个非常实际的星座,耐心十足,做事有计划,生活有规律,从来不去做冒险的事情,可以说是十二星座中出了名的保守派。但射手座不一样,浪得没边的射手座有强健的体魄,大方开阔的胸怀,最爱做的事就是冒险,即使前路艰难,射手座也会勇往直前。这俩星座若是勉强凑一块,谁看谁都会不爽的。

 在工作上,乐观的天性使得射手座不会瞻前顾后,行动力强的射手最擅长的是主动出击,风风火火的做事风格和做事有计划,一步一个脚印踏实前进的金牛实在很不搭。

新行星“婴儿”行星位于金牛座,围绕一颗距离地球420光年、名为金牛座“CoKuTau4”的恒星运行。美国宇航局的天文学家利用“斯皮策”太空望远镜对金牛座的5颗恒星进行了长期观察,以往可以清晰地看到这些恒星都带有尘埃盘。但最近他们发现“CoKuTau4”恒星的尘埃盘上,有一个环状区域并没有尘埃。从天文学的角度看,这可能意味着该恒星周围的尘埃物质已经聚积成了一颗新的行星。

金牛座T型是一种不规则变星。光变幅度一般为1~3个星等,光谱型为G~M型,典型星是金牛座T,是乔伊于1945年首先发现的。质量估计为03~30太阳质量,半径和光度分别在1~5太阳半径和06~86太阳光度范围内。晚型恒星光谱加上发射线,从吸收线定出的光谱型为F、G和K型。在赫罗图上金牛T型星分布在靠近主星序,但在主星序之上的一个较宽的区域内。光谱紫区有连续发射,发射线有HⅠ和CaⅡ的允许谱线和氧、硫、铁和钛等的弱禁线。金牛T型星总是跟星云在一起,多数位于星云的边缘,少数埋藏在星云的中央。这类星有很强的红外超。许多金牛T型星光谱中的谱线有蓝移,表明正在向外抛射物质;少数(猎户YY次型)谱线红移,表明在吸积物质,它们十分年轻,仍处于星云物质向里下落阶段。大多数金牛T型星吸积已停止,而转变为抛射物质。金牛T型星总是和星云状物质在一起,拥有过丰富的锂,并且是T星协的主要成员,这些表明它们是非常年轻的恒星,处在通过引力收缩向主序演化的阶段,是主序前变星,在恒星起源和演化的研究中占有重要地位。

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