在冬天的夜空里,如果天气好的话,可以看到金牛座里有一小团模模糊糊的光斑。400年前天文学家伽利略也发现了,他用望远镜看过去才发现,这不是光斑,而是好多好多星星聚在一起。这就是一个著名的星团,叫 昴星团 。这个昴是上面一个日,下面一个柳树的柳去掉木字旁。
在望远镜里看,昴星团里有好多蓝白色的很明亮的星星。据说对视力特别好的人来说,光用眼睛就能数出小光斑里面有7颗星。所以昴星团又叫七姐妹星团。但是伍首桥实际上,昴星团可不只有7颗星。伽利略用他的小望远镜看到了36颗星,后来有了更大的望远镜,看到昴星团里有几百颗星。现在,天文学家统计了一下,组成昴星团的恒星超过1000颗。
其实,咱们银河系里像昴星团这样的星团还有很多。现在天文学家已经发现的有1000多个。这一类星团的共同特点是,都包括很多蓝白色的恒星,都位于银河系的圆盘上,而且都很年轻。
因为它们都没有特别固定的形状,每个星团都包含几千颗星星,分布在大约30光年的范围里,比较分散,所以天文学家把它们叫疏散星团。
除了疏散星团之外,还有另一种星团和疏散星团特别不同,它们叫 球状星团 。
你一听这个名字就能猜到,球状星团都是球型的。没错,每一个球状星团都由大量的星星聚在一起组成了一个大圆球的形状,看起来有点像一个麻团。球状星团怎么跟疏散星团那么不同呢?
首先就是它们待的地方不一样。
疏散星团都和太阳一样位于银河系的大圆盘上。还记得咱们之前讲到的银河系吧?银河系的大圆盘上集中了银河系的大部分恒星,所以圆盘是个相对比较热闹的地方。
你想,在一个比较热闹的地方,你和你们班的同学一起走,就不太容易保持队形了,可能走着走着,你们的队伍就变成了分散的形状。疏散星团也是这样。一个疏散星团里的星星刚形成的时候,是一起出生的,过不了太长时间,因为各自不同的运动,也因为银河系大圆盘上周围别的星星的影响,星团里的成员就有了不同的位置,形状看起来就不规则了。
它们待的地方不是银河系的圆盘,而是圆盘周围比较空旷的地方,那里星星特别少,围着银河系中心转。所以球状星团诞生之后,它里面的成员就像你和你班里腔猛的同学一起在一个很空荡荡的地方走,你们就可以一直保持队形,永远和出发的时候一样。所以球状星团的形状都是特别规则的球形。
状星团NGC7006再告诉你一个秘密。一个球状星团里面可能包含好芹中多星星,有的重量大,有的重量小。经过很长时间之后,重量大的恒星都会跑到球状星团的中心去,重量轻的恒星都会浮在球状星团的外表。这是怎么回事呢?
球状星团有那么多成员组成,所以引力当然也会比较强大。重量大的恒星受到的引力当然也比较大,慢慢就会往下沉,重量轻的恒星就跟它们交换位置,慢慢飘浮上来。对一个球体来说,往下沉的意思,就是往中心走。
刚才咱们说了,一个疏散星团里面,比如昴星团,包含一千多颗星。那你猜一猜,一个球状星团会包含多少颗星呢?
答案是最少的有几十万颗,多的会有几百万颗。
听起来是不是太震撼了。你想象一下 ,一百万颗 恒星聚拢在一起组成一个大球是什么感觉。这个大球有多大呢?半径大约30多光年那么大。
如果你能想象这种场景的话,你觉得球状星团的中心会发生什么呢?我可以停顿几秒钟,让你思考一下。
刚才说到,重量大的恒星容易往中心跑,一百万颗星聚在一起,那么多重量大的恒星都往中心扎堆儿。那结果肯定是好多个头大的恒星都挤在一起,都撞在一块儿了。所以可想而知,球状星团的中心,肯定是一个特别紧密的地方。
更重要的是,恒星撞到一块儿和皮球撞一块儿可不一样,皮球撞到一块大不了就往外弹开,但恒星撞一块可就不是会再完好无损的弹开这么简单了。那么多恒星全撞一起,会出什么事呢?它们会最终会变成一个 大黑洞 。
等到咱们后面的课程专门讲黑洞的时候,我再详细说这件事。现在先简单地告诉你这个结论,球状星团越往里,恒星越密集,最里面是一个大黑洞。
说到这,你可能又想到新问题了。
咱们讲银河系的时候也说过,银河系也是越往里恒星越多,越密集,而且银河系的中心也是一个大黑洞。这么说的话,球状星团和银河系除了形状不同,别的方面好像的确还挺像的?。
是不是有点像?除了形状不同,别的方面的确还挺像的。
你要是这么想的话,那就真是学得得很认真了。你说得完全正确,球状星团还真的就像一个小号的银河系。不光是像,有天文学家甚至还觉得,咱们银河系里的球状星团其实不是银河系里自己诞生的东西,而是银河系把周围别的小号的星系吸引过来吃到自己肚子里了。球状星团就是别的小号的星系掉进了银河系。具体怎么掉进来的,怎么吃的,在讲银河系周围环境的时候我还会再继续讲。
银河系里的疏散星团有1000多个,那球状星团有多少个呢?
目前天文学家在银河系里一共发现了150多个球状星团,可能还有20个左右没有看到,正等着天文学家继续发现呢。
你看,疏散星团和球状星团全都是大量星星靠引力聚在一起,它们每一个的大小差不多都是30光年,但是形态很不一样,包含的星星数量也差了几百倍。这就是因为它们待的地方特别不一样。所以学习天文学,除了搞清楚星星本身的样子以外,它们周围的环境也特别重要。
太有用了,天文学家特别喜欢研究星团。
因为一个星团里面的那么多恒星都是一起诞生的,所以这些星星的年龄都一样。也就是说,只要发现一个星团,就等于发现了一大批相同年龄的恒星,这就特别有用了。
天文学家会仔细看看这批恒星是不是完全一样的。你想,既然年龄一样,就意味着经过了相同的生长的时间,为什么会长的样子不同呢?这些就可以拿来仔细研究。
研究星团还有一个好处。你想啊,星团就是一大群星星聚在一起,这说明什么呢?说明这一大群星星挨得很近,所以它们每一颗星到咱们地球的距离都差不多一样。知道这件事太重要了。这是为什么呢?
星星看起来亮不亮,除了和它自己的发光能力有关,也和距离有关,发光能力一样的星星,距离我们近一些,看起来也就亮一些。
可如果一大批星到咱们距离都一样远,那就意味着,如果哪颗星星看起来更亮,就只是因为它本身个头大,发光能力强,不是因为它离咱们远近。
这么说你明白了吧?一批星星距离都一样,天文学家研究它们的时候,就可以不用再考虑距离的因素了,每颗星星都可以平等地展示它们自己发光的实力。
一个星团里的成员都是一起诞生的,那它们刚诞生的时候什么样呢?它们在什么地方诞生呢?下一讲,咱们讲一讲恒星诞生的地方,也就是 星云 。这节课完了,你对星团有什么看法?欢迎在评论区留言~
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