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银河系是一个包含了数千亿颗恒星的棒旋星系，所有的恒星都在围绕着银河系的质心运动，假如从银河系北极上空俯瞰，我们就可以观察整个银河系都在以顺时针方向旋转。 近几十年以来，科学家们一直在研究银河系的旋转速度是否是一成不变的，而现在我们可能已经找到了答案。 科学家发现，银河系在“踩刹车”这项研究来自于一个由牛津大学和伦敦大学的科学家组成的研究团队，该团队在发表于《皇家天文学月刊》上的论文中指出，他们的研究表明银河系旋转得越来越慢。我们来看看这是怎么回事。 在银河系的中心区域，存在着一个由数十亿颗恒星构成的棒状结构（正因为如此，银河系才被称为“棒旋星系”）。 如上图所示，在这个棒状结构的边缘附近，存在着一组特殊的恒星，其特殊之处在于，这些恒星位于一种微妙的引力平衡区域，它们会与银河系中心区域的棒状结构发生轨道共振，从而一直与其保持同步旋转。 这组特殊的恒星被科学家称为“赫拉克勒斯星流”（Hercules stream），研究人员在对盖亚卫星传回的观测数据进行仔细分析之后发现，“赫拉克勒斯星流”中的恒星有一个异常的特点，那就是它们的重元素含量很高，其平均值比银河系“郊区”的恒星高出了10倍左右。 要知道在宇宙诞生之初是不存在重元素的，而现在宇宙中的重元素则是来自于那些古老的恒星，它们通过核心的核聚变反应不断地将轻元素聚变成重元素，而当它们消亡之后，就会把自己所产生的重元素抛洒在宇宙空间之中。 除此之外，在大质量的恒星在消亡之时，通常会发生壮丽的超新星爆发，在这个过程中会有大量的重元素产生，而它们残留的核心则会形成黑洞或者中子星，如果中子星又发生了碰撞，同样也能够创造出大量的重元素。 观测数据表明，“赫拉克勒斯星流”中的恒星形成于银河系之中，因为它们富含重元素，所以它们至少是银河系中的第二代恒星。 然而银河系中的重元素丰度是从外到内逐渐递增的，在“赫拉克勒斯星流”当前的位置上，根本就不可能存在如此多的重元素，这就意味着，这些恒星形成于更靠近银河系中心的区域。那这跟银河系“踩刹车”有什么关系呢？我们接着看。 科学家认为，“赫拉克勒斯星流”因为轨道共振而一直与银河系中心区域的棒状结构保持同步旋转，在这种情况下，如果棒状结构的旋转速度变慢的话，“赫拉克勒斯星流”就会向银河系外围移动，从而继续保持引力平衡。 因此可以说，这些恒星的形成位置比它们现在所处的位置更靠内，就表明了它们在过去的时间里向外移动了，而它们之所以会向外移动，则是因为银河系中心区域的棒状结构的旋转速度变慢了。由于这个棒状结构是银河系的核心部分，它的旋转速度变慢了，也就意味着整个银河系的旋转都减速了。 科学家指出，这个过程是一种缓慢并且持续的过程，直到现在仍然没有停止，也就是说，现在的银河系仍然在“踩刹车”。根据计算，研究人员得出的结论是，从“赫拉克勒斯星流”形成的时候起一直到现在，银河系的旋转速度已经减慢了24%左右。 那么是什么原因导致了银河系旋转得越来越慢呢？就目前的情况来看，最有可能的原因就是暗物质的干扰。关于暗物质是什么，相信大家都有一定的了解，简单来讲就是，暗物质是一种我们无法直接探测到的物质，只能通过它们产生的引力效应来进行间接观察。 科学家给出的观点是，银河系中分布着大量的暗物质，其总质量差不多是普通物质（即我们可见的物质）的5倍，当银河系中的恒星在暗物质中穿行的时候，很可能会受到来自暗物质的阻力，而这可能就是银河系旋转得越来越慢的原因。当然了，这只是一种合理的推测，具体情况怎么样，还有待进一步的验证。 本文参考资料：Tree-ring structure of Galactic bar resonance, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Volume 505, Issue 2. 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。 |
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