人类在宇宙中孤单吗?科学家推算在银河系就有1000亿颗恒星存在,那生命

访客 宇宙探索 2018-04-04 00:00:00

每当仰望夜空,看到那难以计数的繁星,你是否曾想过,在这浩瀚的宇宙中人类真的是孤独的吗?霍金曾断定外星生命是肯定存在的,还耗资亿万美元用突破摄星计划去搜寻。现阶段,虽然我们还没有直接观测到外星生命的存在,但用概率论来解释,外星生命几乎是100%存在的。因为就我们银河系而言,科学家就推算有超过1000亿颗恒星存在,那么处在宜居带上的行星难道会少吗?

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在地球看到的全天银河系

这种概率论推算的方法,取决于数据是否准确。我想肯定有人会问,银河系1000亿颗恒星是怎么推算来的?其实这个问题同样困扰着科学家们,因为一颗一颗的去数显然是不切实际的,那么这些聪明的大脑是如何解决这一难题的呢?

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银河系的四个悬臂

首先,要了解银河的结构

你可能会奇怪:银河的结构和星星的数量有关系吗?有,而且关系很大。因为银河系的每个区域的恒星密度都是不一样的,对于如此广阔的区域,如果不了解其结构,就很难估算恒星的数量。

银河系是一个直径约10万光年的棒旋星系。从外太空看银河系呈现出中央凸起,周围环绕着四条旋臂,由两条旋臂和两条小旋臂组成。两条大旋臂分别被称作英仙座和射手座,太阳位于其中一条称作猎户座的小旋臂上。

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太阳系在银河中的位置

星系的外围还有一层巨大的热气晕,直径达数十万光年。天文学家推测,这个光晕的质量和银河系内所有恒星的质量相差无几。然而,银河系的大部分恒星却很难看到,因为星系中心存在着一个充满恒星、气体和尘埃的凸起结构,还有超大质量的黑洞。这个区域的物质覆盖太厚,即使再强大的望远镜也穿透不了这一区域。天文学家们还不确定这个凸起结构是什么时候怎么样形成的,部分人认为是银河系在早期形成时与其他星系发生碰撞造成了变化。

过去天文学家一直以为,天空中看到的所有星星都位于银河系内,直到20世纪20年代这种想法才改变。当天文学家埃德温·哈勃利用一种造父变星的恒星测量到天体之间的距离时,从此,天文学家才了解到宇宙中还有整片与银河系分离的星系。

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然后,运用统计学记录分析数据

了解了银河系的结构,就可以对银河系每个区域进行光谱分析,从而估算出银河系的整体质量,进而再估算其中的恒星数量。

我们知道,所有的星系都在远离彼此,它们的光线波长变长,光谱的谱线朝红端移动,这种现象称作“红移“。但也有些星系会因为旋转而向地球靠近发生”蓝移“。天文学家必须要知道星系的旋转方向是什么,然后才能做出合理估计。

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通过“长缝光谱仪”技术能很好地对其处理,在仪器长缝中能观察到星系拉长的波长,星光通过棱镜折射分解成彩虹的色彩。

其中有些颜色会缺少,在周期表中这一缺失部分会不断地重复显示作为某一特定模式。这使得天文学家们能分析出恒星中有哪些元素。不同类型的恒星都有它们各自独特的化学纹理,这都可以在望远镜中显示出,只要有一定尺寸的望远镜一般都可以得出这种光谱分析。

好在不同的星系,其中恒星的光谱类型都有一定的规律,比如椭圆星系比漩涡星系拥有更多的K型和M型的红矮星,因为椭圆星系更古老,它们的气体由于在演化过程中被吹走而不断减少。

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那么,银河系到底有多少星星?

根据估算,除去暗物质,银河系中剩下的“物质”大部分由扩散气体和尘埃组成,星系质量的3%由恒星组成。此外,恒星本身的大小也会差别很大,有太阳般大小,也有几十倍更小或更大的恒星。由此估算出,银河系中的恒星数量应该在1000亿的量级上。那么,下次再仰望银河,你就会知道,那是一个1000多亿个太阳一起闪耀的神奇世界!


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