銀河系正朝巨引源狂奔,但它永遠無法到達,是宇宙膨脹救了我們!

天體的運動很複雜,但也不外乎自轉和公轉兩種,比如地月系,儘管月球總是一面朝著地球,但它仍然在自轉!地月系圍繞太陽公轉,太陽帶著一大幫小弟圍繞著銀河系公轉,從天體運動的規律看,銀河系在圍繞這哪個天體公轉呢?

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銀河系的自轉運動

星系的運動不比小尺度的恆星系,身處地球的我們一直到哥白尼時代才發現了地球是繞著太陽公轉的,其實發現這個規律並不難,唯一要求的就是撥開烏雲,因為地球的自轉造成我們極大的視覺干擾,總是以為天體繞著地球轉!

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當然只要仔細記錄每天觀測的行星的位置,連起來就是一個行星的軌道,我們就能發現太陽系的中心就是這個上圖已經下山的太陽!但發現銀河系自轉可就沒那麼容易了!主要因素是銀河系尺度太大,恆星運動非常不明顯,在光譜紅移判定天體運動的理論出來之前,用望遠鏡觀測恆星唯一簡直就不可能,當然還有另一個原因是我們身處銀盤面上,觀測極不順利!我們認識銀河系經歷瞭如下大致過程:

1755年康德認為恆星和銀河是一個天體系統; 1785年赫歇爾觀測了大量恆星後認為太陽位於銀河系中心; 1918年沙普利透過觀測後認為太陽在銀河系邊緣; 1926年,貝蒂爾·林德布拉德分析出銀河系也在自轉;

現代天文透過觀測大量的恆星,比如伊巴谷衛星和蓋亞衛星,測量了大量的恆星位置準確資料,建立了迄今為止銀河系最為精確的3D模型,得以讓我們直觀的瞭解到太陽在銀河系中的位置!太陽系距離銀心約2.7萬光年,位於人馬臂與獵戶臂之間,緊靠獵戶臂的內側,大約2.5億年環繞銀河系一圈!

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銀河系中的恆星運動是比較複雜的,但在銀河系中心龐大質量和暗物質的拖拽下,在大尺度範圍內看到的仍然是規律公轉的,不過如果規模沒有銀河系大的矮星系其運動方式就非常值得商榷了!

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上圖是大麥哲倫星系的自轉示意圖,看上去像不像指紋“籮”?因為它是一個矮星系,中心質量比較分散,因此公轉過程中受到引力影響太大,使得它無法作為一個穩定自轉的“美男子”。

銀河系的運動

星系的運動就沒有自轉那麼規律了,而且到了星系這個規模,相對於誰運動這是一個有趣的話題,當所處的空間足夠寬闊時,我們就很難發現自己在運動!而宇宙剛好就是這樣,不過1964年發現宇宙微波背景輻射後,事情就有改觀了。

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因為宇宙微波背景輻射非常均勻,一般波動都不超過萬分之幾,因此美國物理學家喬治·斯穆特想到了一個測量宇宙微波背景輻射的偶極異向性,來推測銀河系運動速度!

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1977年,喬治·斯穆特透過安裝了微博探測器的U-2偵察機測得宇宙微波背景輻射的偶極異向性資料,據此推測出銀河系在宇宙中運動速度為390±60 km/s,這個速度和太陽系在銀河系中運動相反,因此這個速度得加上太陽系在銀河系中的運動速度220千米/秒,合計大約為600千米/秒!

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銀河系的運動方向指向長蛇座。

銀河系有運動方向,但不是公轉運動

銀河系的運動速度已經超過了600千米/秒,假如它是圍繞這某個天體公轉,卻又不被甩掉,而且銀河系總質量高達太陽的1500億倍,請問這需要多大質量的黑洞才能拽著銀河系並且讓它環繞自身公轉呢?

附近不存在這樣的黑洞,因此銀河系的運動方式無法以公轉來衡量!1979年天文學家發現長蛇-半人馬座方向可能存在超星系團,1985年又發現本星系群在朝向室女座星系團方向運動,並且也發現本星系團和室女座星系團一起向長蛇-半人馬座方向運動。

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1988年國際天文研究小組“七武士”分析了400個臨近橢圓星系的運動,發現了銀河系和附近的數百萬個星系正在以每秒超過600千米至1000千米的速度朝著半人馬座方向一個未知引力源方向運動!

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這就是後來被稱為巨引源的發現始末,具體方位在銀經307度、銀緯9度,距離銀河系大約1.5-2.5億光年,據估計質量大約是3-5.4×10^16倍,因為位於銀盤面方向,受到大量塵埃遮擋,距離準確度估值誤差範圍很大。

銀河系會掉到巨引源這個坑裡嗎?

這應該是大家很關心的事情,畢竟我們就在銀河系中,它帶著我們向一個未知的引力源狂奔,而且還不是公轉,這絕對是一個令人心碎的訊息,萬一哪天成功奔入大坑,那整個銀河系不是報銷了嗎?其實我們可以來算一算,根據哈勃常數計算下巨引源遠離我們的速度!

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哈勃常數67.15千米/秒,這個速度是每隔326萬光年上增加的速度

巨引源距離銀河系1.5億至2.5億光年,我們取值下限1.5億光年。

V=1.5億光年/326萬光年×67.15千米/秒=3089.72千米/秒

速度最快的星系靠近巨引源的速度也只有1000千米/秒,根本就趕不上巨引源遠離我們的速度!當然這並不是巨引源本身的速度,而是萬能的宇宙膨脹救了我們!

銀河系死罪可免,活罪難逃

早先認為大小麥哲倫星系可能會被銀河系吞併,而後銀河系將於仙女星系在40億年後合併,但最新的觀測表明大麥哲倫星系可能會逃離銀河系,因此未來大麥哲倫星系可能會先和仙女星系合併,未來再與銀河系合併。

本星系三大星系的運動趨勢

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不過無論哪種觀測結果,未來本星系群走向合併是一件大機率事件!但各位無需擔心的是星系合併並不像整個宇宙都可以聽到的黑洞或者中子星合併,而是會靜悄悄的發生,甚至生命將會在無知覺的過程中,星系就完成了合併!

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