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研究表明，我們的星系並不像科學家認為的那樣混合均勻

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2022年6月27日 -
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研究表明銀河系沒有混合均勻
圖中銀紅色部分為銀河系中原始氣體的藝術描繪。 (圖片來源:UNIGE /馬克·A. 嘉裏克博士)
這項新研究特別關注了金屬元素在銀河系的分布——這裏所講的金屬實際上指除了氫和氦以外的所有元素，即使這些元素本身是氣體形態，天文學家也把它們看成金屬。 科學家在研究中使用了哈勃太空望遠鏡和智利的超大望遠鏡來繪制銀河系塵埃中的金屬分布圖，以期完善星系演化歷程的模型。 
“100多億年前，銀河系形成之初的時候，星系裏是沒有金屬元素的。 ”瑞士日內瓦大學(University of Geneva)的天文學家、主導這項研究的安娜麗莎·德西亞(Annalisa De Cia)在文章中指出，“是恒星的持續作用產生了金屬，星系空間因此有了金屬元素。 ”
形成金屬的原因是發生在恒星內核深處的原子聚變，原子聚合在一起形成越來越重的元素，慢慢變得比鐵還重。 當並非所有恒星在耗盡了支持這一聚變反應的物質時都會發生爆炸，但一旦爆炸發生，恒星中產生的金屬元素就會被拋灑到宇宙空間去。 然後，這些金屬元素理論上應該和星系的其他物質混合在一起。 
文章中提到，傳統上的科學模型認為混合過程是非常有效的，但經過最近對25顆恒星附近的塵埃進行的觀測表明，情況可能並非如此。 事實恰恰相反，各區域的金屬含量存在明顯差異。 
因此，研究人員表示，科學界可能需要重新評估他們對銀河系演化的理解。 
銀河系是我們太陽系所在的星系。 它的名字來源於從地球上看到的樣子：浩瀚夜空中肉眼無法分辨的恒星組成的模糊光帶。 “銀河”一詞由拉丁語via lactea翻譯而來，源自希臘語γαλακτικός κύκλος (galaktikos kýklos)，意思是“乳白色的圓圈”   。 從地球上看去，銀河系就像一條帶子，這是因為我們是從它圓盤狀結構的內部看出去的。 1610年，伽利略首次用望遠鏡觀測到構成光帶的單個恒星。 直到20世紀20年代早期，大多數天文學家都認為宇宙中所有的恒星都在銀河系裏。 1920年天文學家哈羅•沙普利（Harlow Shapley）和赫伯•柯蒂斯（Heber Curtis）之間的著名爭論之後，埃德溫•哈勃（Edwin Hubble）的觀測表明，銀河系只是宇宙眾多星系之一。 
銀河系是一個棒旋星系，估計可見直徑為10萬到20萬光年。 最近的模擬表明，銀河系的暗物質盤（部分可見恒星也包括在內）的直徑可能達到近200萬光年。 擁有數個衛星星系的銀河系是本星系群的一部分，而本星系群屬於室女座超星系團，室女座超星系團本身又是拉尼亞凱亞（Laniakea）超星系團的組成部分 。 
據估計，銀河系裏有1000億到4000億顆恒星和不少於這個數量的行星。 太陽系距離銀河系中心約27000光年，位於螺旋狀的獵戶座臂內緣上。 銀河系中心10000光年範圍內的恒星形成了一個核球，和從這個核球處輻射出來的一個或多個棒。 銀河系中心是一個被稱為人馬座A*的強射電源，它是一個質量為4.100(±0.034)萬個太陽質量的超大質量黑洞。 
銀河系中心往外很大範圍內的恒星和氣體以大約每秒220公裏的速度運行。 恒定的旋轉速度與開普勒動力學定律相矛盾，這表明銀河系大部分的質量（約90%）是望遠鏡看不見的，它們既不發射也不吸收電磁輻射。 這種推測出來的物質被稱為“暗物質”。 太陽系所在半徑的旋轉周期約為2.4億年。 銀河系作為一個整體在以大約600千米/秒的速度相對於銀河系外的參照系移動。 銀河系中最古老的恒星幾乎與宇宙本身一樣古老，因此很可能是在大爆炸後不久的黑暗時代形成的。 
BY: Meghan Bartels
FY: Renee
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研究表明銀河系沒有混合均勻

圖中銀紅色部分為銀河系中原始氣體的藝術描繪。(圖片來源:UNIGE /馬克·A. 嘉裏克博士)

這項新研究特別關注了金屬元素在銀河系的分布——這裏所講的金屬實際上指除了氫和氦以外的所有元素，即使這些元素本身是氣體形態，天文學家也把它們看成金屬。科學家在研究中使用了哈勃太空望遠鏡和智利的超大望遠鏡來繪制銀河系塵埃中的金屬分布圖，以期完善星系演化歷程的模型。

“100多億年前，銀河系形成之初的時候，星系裏是沒有金屬元素的。”瑞士日內瓦大學(University of Geneva)的天文學家、主導這項研究的安娜麗莎·德西亞(Annalisa De Cia)在文章中指出，“是恒星的持續作用產生了金屬，星系空間因此有了金屬元素。”

形成金屬的原因是發生在恒星內核深處的原子聚變，原子聚合在一起形成越來越重的元素，慢慢變得比鐵還重。當並非所有恒星在耗盡了支持這一聚變反應的物質時都會發生爆炸，但一旦爆炸發生，恒星中產生的金屬元素就會被拋灑到宇宙空間去。然後，這些金屬元素理論上應該和星系的其他物質混合在一起。

文章中提到，傳統上的科學模型認為混合過程是非常有效的，但經過最近對25顆恒星附近的塵埃進行的觀測表明，情況可能並非如此。事實恰恰相反，各區域的金屬含量存在明顯差異。

因此，研究人員表示，科學界可能需要重新評估他們對銀河系演化的理解。

銀河系是我們太陽系所在的星系。它的名字來源於從地球上看到的樣子：浩瀚夜空中肉眼無法分辨的恒星組成的模糊光帶。“銀河”一詞由拉丁語via lactea翻譯而來，源自希臘語γαλακτικός κύκλος (galaktikos kýklos)，意思是“乳白色的圓圈” <20> <21> <22>。從地球上看去，銀河系就像一條帶子，這是因為我們是從它圓盤狀結構的內部看出去的。1610年，伽利略首次用望遠鏡觀測到構成光帶的單個恒星。直到20世紀20年代早期，大多數天文學家都認為宇宙中所有的恒星都在銀河系裏<23>。1920年天文學家哈羅•沙普利（Harlow Shapley）和赫伯•柯蒂斯（Heber Curtis）之間的著名爭論之後<24>，埃德溫•哈勃（Edwin Hubble）的觀測表明，銀河系只是宇宙眾多星系之一。

銀河系是一個棒旋星系，估計可見直徑為10萬到20萬光年。最近的模擬表明，銀河系的暗物質盤（部分可見恒星也包括在內）的直徑可能達到近200萬光年<12><13>。擁有數個衛星星系的銀河系是本星系群的一部分，而本星系群屬於室女座超星系團，室女座超星系團本身又是拉尼亞凱亞（Laniakea）超星系團的組成部分<25> <26>。

據估計，銀河系裏有1000億到4000億顆恒星<27><28>和不少於這個數量的行星<29><30>。太陽系距離銀河系中心約27000光年<3>，位於螺旋狀的獵戶座臂內緣上。銀河系中心10000光年範圍內的恒星形成了一個核球，和從這個核球處輻射出來的一個或多個棒。銀河系中心是一個被稱為人馬座A*的強射電源，它是一個質量為4.100(±0.034)萬個太陽質量的超大質量黑洞。

銀河系中心往外很大範圍內的恒星和氣體以大約每秒220公裏的速度運行。恒定的旋轉速度與開普勒動力學定律相矛盾，這表明銀河系大部分的質量（約90%）<31><32>是望遠鏡看不見的，它們既不發射也不吸收電磁輻射。這種推測出來的物質被稱為“暗物質”<33>。太陽系所在半徑的旋轉周期約為2.4億年<17>。銀河系作為一個整體在以大約600千米/秒的速度相對於銀河系外的參照系移動。銀河系中最古老的恒星幾乎與宇宙本身一樣古老，因此很可能是在大爆炸後不久的黑暗時代形成的<34>。

BY: Meghan Bartels

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