银河系几亿年怎么算出来的 天文学家首次绘制出银河系“年龄地图”

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  1. 银河系几亿年怎么算出来的
  2. 一个银河系有多大
  3. 银河系在什么时候产生的
  4. 银河形成时间
  5. 银河系的寿命多长
银河系几亿年怎么算出来的

测量天体距离有不同方法,比如三角视差测量法,造父变星测距法等。

造父变星测距是首先通过测量造父变星的光变周期,通过光变周期推算出恒星的大小,从而确定其亮度本来亮度,然后在测量其观察的亮度。这时观察的亮度与其本来的亮度之间有一个差值。同时一个物体的观测亮度与我们的观测距离是成比例关系的,也就是一个物体离我们越近观测的亮度越亮,离我们越远,观测的亮度越暗。当我们通过观测造父变星的周期,计算出其本来亮度,然后测量其观测亮度,通过计算就可以得到它离我们的距离。这就是可以通过造父变星测量宇宙距离的原理。人们测得银河系直径二十万光年。

相信大家都知道木桶效应,最短的那根木板决定了木桶的装载极限。同理,我们只要找到银河系中最老的那颗恒星,是不是就可以直到银河系的年龄了呢?答案也正是如此,科学家们也是通过最老恒星的年龄来得出银河系的年龄。但是你知道,我们身处银河系之中,要扫遍银河系的古老恒星,那工程不是一般的大。银河系的直径长达十万光年,其中包含无数星系,包括1000~4000亿颗恒星和大量的星团、星云,等你扫完或许地球都已经垂垂老矣。

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因此要达到这种探测距离地球十分遥远的地外星球的年龄的目的,就需要借助先进的方法,目前 科学家们所使用的方法是核纪年法。

天体膨胀学说,银河系诞生和宇宙诞生几乎一样,由高密度星体旋转膨胀演变而来,并且仍然在不断膨胀中。我们求得银河系中两个星体的位置和距离,若干年后两个星体发生位移,得到的数据再用来推算就能大概得出银河系诞生的时间。

三角视差法是一种几何方法,我们在某一时间观测一颗恒星的位置,半年后,地球转到太阳的另一侧,我们再观测这颗恒星的位置,其位置相对于背景恒星是不重合的,这会出现轻微的视差。只要测出视差角,由于日地距离已知,根据三角函数即可算出距离。天文学中最常用的长度单位“秒差距”就是来源于此。

造父变星是一种特殊的恒星,它们的光度变化表现出稳定的周期性。由于造父变星的光变周期和绝对星等之间存在直接的关系,只要测出造父变星的光变周期,就能知道它们的绝对星等,再结合它们的视星等,就能知道它们离我们有多远

一个银河系有多大

银河系的大小存在争议,但目前普遍认为其直径在10万到20万光年之间。

最新观测数据加入了暗物质,使得银河系可延伸的引力范围达到了200万光年。银河系是一个棒旋星系,包括1000至4000亿颗恒星,具有巨大的圆盘形结构。

银河系的中间最厚的部分约3000~6500光年。银河系的年龄大概在100亿岁左右。

银河系在什么时候产生的

有关专家推测,银河系诞生于135亿年前,银河系是一个巨型棒旋星系(漩涡星系的一种),呈椭圆盘形,具有巨大的盘面结构,银河系共有4条旋臂,两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成,旋臂相距4500光年。银河系整体作较差自转,太阳处自转速度约220千米/秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年。

银河系的目视绝对星等为-20.5等,银河系的总质量大约是我们太阳质量的1.5万亿倍,银河系在宇宙大爆炸之后不久就诞生了,用这种方法计算出,我们银河系的年龄大概在125亿岁左右,上下误差各有5亿多年。而科学界认为宇宙大爆炸大约发生于138亿年前。

银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。

银河系厚盘的形成,在大约130亿年前就已经开始,仅发生在大爆炸8亿年后,比内星系内晕的恒星形成早了20亿年左右。

内晕的恒星大多形成于大约110亿年前,当时,百手巨人恩塞拉都斯矮星系与我们的星系合并,在接下来的50到60亿年里,银河系经历了持续的金属元素富集。

形成厚盘恒星的气体在80亿年前耗尽,新的气体开始从银河系周围聚集,银河系薄盘恒星开始形成,这个过程持续至今。

银河形成时间

我们生活在银河系中,太阳系从诞生到现在已经有46亿年的历史。但我们知道,在太阳系形成之前,银河系就已经存在了,因为银河系中有很多恒星的寿命超过了46亿年。那么,银河系的年龄有多大呢?我们的星系是在什么时候形成的呢?

了解银河系年龄的一个基本方法是观察球状星团,它们是密集的恒星群,主要分布在我们星系周围的光晕中。由于球状星团内的恒星基本在同一时间形成,因此,可以通过观察球状星团内红矮星的比例,或者白矮星的温度来确定它们的年龄。

球状星团

红矮星的年龄测量非常有用,因为这种恒星可以存在上万亿年,不像更大的恒星只会持续几十亿年,甚至只有几百万年。因此,如果一组恒星同时形成,较大的恒星将很快消失,而红矮星继续发光。所以球状星团中红矮星越多,它就越古老。另一方面,我们也可以通过白矮星来估算年龄。白矮星是中低质量恒星的残余物,它们不会再进行核聚变反应,所以它们会逐渐冷却。在球状星团中,白矮星的温度越低,它们的年龄就越大。

结果显示,银河系中最古老的球状星团大约有130亿年的历史,这意味着银河系至少也有这么古老。但是观察这些星团中最古老的红矮星时,我们发现它们并不是第一代恒星。它们包含的元素只能由早期的恒星形成,就是说在这些球状星团形成之前,恒星一定在银河系中已经诞生和死亡过。所以银河系的年龄不只130亿年,那么,还会再高多少呢?

虽然除了氢和氦之外的大部分元素都是在恒星的核心以及超新星爆发产生的,但并非所有的元素都是。有些元素则是由重元素的放射性衰变所产生的,比如第4号元素——铍。

三颗恒星中的铍元素线光谱

宇宙射线通常是高速运动的质子或氦原子核,它们以接近光速的速度穿过星系。当这些宇宙射线与漂浮在太空的重原子核碰撞时,它们会使原子核分裂成更轻的元素,其中一种便是铍元素。因为早期的恒星产生和超新星爆炸,宇宙射线在整个早期星系中无处不在,所以星际空间中铍的数量会随时间逐渐增加。测量一颗古老恒星的铍含量,就能确定这个恒星形成之前,星系存在了多久。

《天文与天体物理学》(Astronomy and Astrophysics)杂志于2004年刊载的一篇论文测量了这些元素的含量,结果显示,银河系的年龄大约有136亿年。相比之下,宇宙的年龄只有138亿年,这意味着我们的银河系一定是宇宙中最早期的星系之一。我们的星系在宇宙“黑暗时期”刚结束之后就形成了,那时第一批恒星刚刚开始发光。

银河系没形成之前,即原银心,那时就是一个黑洞,和其它黑洞一样,都分布在有界无边宇宙的表面上,由于都是在一个表面上,所以原银心和其它黑洞也都在一个平面上。

黑洞,也就是原银心,由于密度极大,能量极大,膨胀力极大,膨胀产生的惯性极大,这样膨胀产生的过盈,又使黑洞密度出现极小的极端。极小的密度产生收缩时,由于黑洞外部膨胀收缩的距离,无比大于大于内部的距离,所以黑洞外部收缩和内部二次膨胀正好产生顶牛。顶牛产生的天大能量就要释放,而黑洞气体和液体极好的流动性,极好的管涌性,特别是原银心周围黑洞产生的吸引力,使顶牛的天大能量,顺理成章的从原银心赤道的气体和液体中钻出来。由于顶牛的能量太大,因此在原银心的赤道上顶牛的能量便是四面出击,即在原银心的赤道上产生了四个管涌。管涌喷射一程,原银心内部就要产生一个反应的过程,即喷射一程,产生一个原恒星,休整一程,就这样原银心通过亿万次的一程又一程,产生了数万光年的银河系。

原银心的膨胀速度,或收缩的速度,绝不是光速,而是膨胀和收缩都是非常艰难,甚至是缓慢的能量转换过程,所以银河系的十月怀胎少说也得数亿年,其它太阳系,乃至地球,真正产生能计算出年令的时侯,它们之前最少已经无数万岁。

银河系的寿命多长

银河系的目前年龄大约在80亿年至180亿年,预计30亿年后与仙女座星系发生碰撞。银河系的寿命其实受附近星系的影响,最可能得是在40亿年后与仙女星座相撞或者相互融合。到那时候银河系不再是银河系,仙女星座也不再是仙女星座,两者相撞或者同时毁灭或者诞生新的更巨大的星系。