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中国“天限”的新发现

2023-08-29席金合

课外生活·趣知识 2023年2期
关键词:斯蒂芬天眼星系

席金合

人类至今发现的最大星体,直径大约是30亿千米,换算成天文单位,只有0.0003光年。最近,中国“天眼”在一个名为“斯蒂芬五重星系”周围的天区,发现了一个由原子气体组成的巨大天体,直径是银河系的20倍。我们知道,银河系的直径约为10萬光年,据此计算,这个天体的直径就有200万光年;也就是说,光线从它的一端射到另一端,需要200万年的时间。可见它究竟有多么大!

令人惊奇的是,这个天体不但极其大,而且由一粒粒单个原子组成。众所周知,原子是直接构成分子的基本单元,分子又是组成物质的最小单元。原子和分子都很小,肉眼无法看见。分子可以一个一个地单独存在,比如木星就是无数单个气体分子的组合体;而原子无法单独存在,它们一旦相遇,就会立即结合成分子,进而组成物质,就如同细胞只有构成肉体才能存活一样,无法单独出现在自然界。然而,这个新发现的天体竟然由单独的原子组成,让人匪夷所思。

由于“斯蒂芬五重星系”离地球的距离有2.8亿光年,由此推断,这个原子气体天体发出的光线,到达地球需要2.8亿年的时间。这么说来,“天眼”看到的应该是它2.8亿年前的样貌;今天它是个什么样子,要再等2.8亿年才能看到,是不是很神奇?专家认为,这是人类迄今探明的最大气体天体,并由此猜想,宇宙中可能存在更多这种大型的原子气体天体。

当然,这个巨型天体并不是“天眼”直接“看”到的,而是将它接收到的光波,经过分析得出的结果。作为射电望远镜,“天眼”没有普通望远镜那样的光学镜头,所以无法直接观察物体和拍摄照片;而是利用自己那个口径为500米的“大锅”,好像太阳灶聚集阳光一样,收集来自遥远太空中人眼无法感知的光波,再用计算机进行处理,转换成图像展现出来,从而获得普通望远镜无法观测到的目标,让我们知道原子气体天体的大小、位置和色彩。

科学家认为,天体是由气体微粒凝结而来的。例如,一个星系中所有恒星的形成,就是由具有很强吸引力的微粒作为核心,不断吸附散布在宇宙空间的分子或原子,最终转化为一个个庞大的可见实体,于是,才有了今天我们头上的日月星辰。所以,观测宇宙中的气体粒子,是研究天体的一个非常重要的课题。

1877年,法国天文学家爱德华·斯蒂芬首次发现了“斯蒂芬五重星系”,从此,人们一直关注着这个星系群。而这次发现的原子气体天体,很可能是与“斯蒂芬五重星系”同期诞生的。它的形成可能是由于星系之间相互复杂的作用,释放出一个个原子,长期积累的结果,整个演化过程大约为10亿年。尽管它占据的宇宙空间极大,但内部十分稀薄,可以说是一个没有多少分量的庞然大物,内部的致密程度也许与彗星差不多。

不过,这一重大发现却对星系演化研究提出了新的挑战。因为,天文学家之前一致认为,不管是固体星球还是气体星球,最早都是由无数原子组成的庞大气团,后来被强烈的宇宙射线所辐射,原子突然变成带有不同电性的微粒,这种带电微粒在化学上叫离子。带正电的离子与带负电的离子相互吸引,结合成分子;分子再凝聚起来,便形成一个个极其庞大的恒星群,就像我们所在的银河系一样,围绕一个中心不停地旋转。

可是,让人费解的是,在这漫长的过程中,这些稀薄的原子气体里的单原子,在宇宙辐射环境没有太多变化的情况下,为什么没有由原子结合成分子,进而形成我们现在看到的恒星呢?难道是那里的宇宙射线强度不够,让原子难以变成带电微粒而发生凝聚现象?如果那里的射线达到特定的强度时,这些原子能否形成一个大型的固体星球?这一系列重大问题,有待于科学家进一步深入探索来解答。

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