星系为什么是扁的

银河系之所以呈现出扁平的形状，主要是由于其旋转所造成的。银河系是一个巨大的旋转星系，其中包含了数百亿颗恒星以及各种星云和行星等天体。这些物体相互之间通过引力相互作用， 导致整个星系开始旋转。星系的自转会使得星系的至星区域向外施加一种离心力，这种离心力对于某个区域上的物体而言，就相当于一种向外的拉力。在整个银河系中又分布是不均匀的， 有些地方质量密集，而有些地方则相对较为空旷。当旋转速度足够高时，制新区域的向外拉力将超过这些地区的引力吸引力，导致物体在赤道附近被拉扁。此外， 银河系内部的潮吸力也起到了一定的作用。潮吸力是由于银河系内部的物体对彼此之间产生引力而产生的，这些潮吸力也会导致物体在垂直于旋转轴的方向上拉长， 从而使得星系呈现出扁平的形状。综上所述，银河系的扁平形状是由旋转运动、质量分布的不均匀性以及内部的潮汐力共同作用所导致的结果。总体而言，银河系的扁平 形状是一种自然而然的结果，与其自身的旋转和物质分布有密切关系。

为什么星球都是圆的，星系都是扁的？我们所处的宇宙到底是不是精密计算的产物？首先，一个物体的形状与他的形成方式和所受的力密不可分。 对于宇宙中的星球来说，他们都受到引力的作用，也就是万有引力。无论是恒星、行星、卫星还是其他星球，都是宇宙中的星际尘埃在引力的作用下汇聚形成的。 在此过程中，处于引力中心的尘埃所受到的压力将会越来越大，并通过袭击的方式汇聚周围的尘埃，也就是将引力式 能转化为热辐射。恒星诞生于造星工坊，星云中的星云物质， 行星则诞生于恒星周围。圆形星盘中的尘埃随着袭击、碰撞、汇聚，他们的质量将越来越大，这也就意味着他们自己本身的引力也会越来越大。 当引力大到一定程度时，强烈的挤压会导致其内部融化成为流体，此时这颗天体的形状将会由引力和分子间的势力共同决定。 当引力导致分子间的距离太近时，视力会将分子相互推开，而当分子间的距离过远时，引力的作用又会让分子 彼此之间靠近。而由于物质中心发出的引力对各个方向上的力都是相同的，因此引力和智力之间相互平衡的结果就会让天体成为球星。 反过来说，引力场的等式面是球面，引力足够大的星球，如果其表面不是球面，个点不是处于同一个等式面的话，会造成势能不均等，而势能不均等。引力不均等的结果就是这个天体的不稳定。 因此，只有当星球是圆球，形式才最稳定，包括其形状、特定的运转轨道和运转方式等。当然了，并不是所有的星球都是标准的圆球， 球星越小的行星，其盈率越小，也更容易成为不规则球星。例如地球就是北极烧突，南极略为凹陷、赤道部分鼓起的不规则球体。这意味着快速旋转的行星可能并不如其他行星源。 此外，撞击也会导致星球的表面出现大的撞击坑，甚至直接改变其原有的形状。 当然了，一些星球虽然在形状和表层等方面，但大体上都保持着宇宙中一致的球形。 除了星球的圆形外，大多数星系也都是扁的，即使现在不是扁的，也会朝着变扁的趋势发展，就像是被预先设定好一样。而这种 形状也同样是为了稳定。处于星系中心的超级黑洞为整个星系提供了强大的引力员，让处于星系中的一切物质都围绕其运转，包括恒星系、中子星、其他普通黑洞等。 而他们之所以不会被吞噬，就是因为他们运转时的速度赋予了他们离心力，并与黑洞的引力相抗衡。 隐秘和离心力的相互作用，也就导致了心细逐渐向着扁的形状发展。 但是，正如现存世界最伟大物理学家杨振宁教授所认为的存在造物者一样，宇宙中的万事万物如此精妙，绝不可能是在一种偶 然中出现的。就像如果我告诉你这里的一块精美的机械手表，包括你手中拿的手机，是在碰撞爆炸灯作用下诞生的，是一种在偶然中出现的东西，那么你肯定不会相信，但是在一只蚂蚁 或者远低于人类文明的其他生物看来，这些东西就像是偶然出现的一样，他们不会知道 机械手表的每一个齿轮之所以会精密的转动，手机之所以能显示图像发出声音， 不过是因为人类制造了他们，是人类让他们如此这般罢了。而对于我们的宇宙来说，所谓的造物者绝不是一个人或者想象中的神的 形态，但一定是创造这一切的某种我们现在还无法理解的东西。

为何无论太阳、地球或者其他行星都无一例外的呈现出球形，而银河系却是个扁平的盘状结构呢？不仅如此，宇宙中注入螺旋状和团状的星系更是数不胜数。 究竟是什么力量让这些同样在高速旋转的天体能够呈现出如此截然不同的形状呢？到目前为止，科学家们还无法确定他背后隐藏的规律， 更不清楚到底是哪种力量在这其中起了决定性作用。不过，我们还是能够根据已掌握的物理知识来进行一番计算和假设。众所周知， 之所以地球、火星、木星这样的行星无论大小都会呈现出球形，主要是自身重力和物质的流动再起作用。所有行星都拥有一个由金属元素组成的致命内核，它的存在 会令天体形成一股象心的引力，无论你身处在哪个位置，这股力量总是会将你拉向行星的内部。为了使重力效应最小化，物质就会不断向中心聚拢，久而久之，它的形状就会变得越来越像个圆球。 质量越大的行星，内核所产生的重力也就越强，其所呈现出的形状就更趋向于完美的球体。而星系则不同， 尽管他也在围绕中心黑洞高速旋转，但由于相对其他部分，星系中心区域的旋转半径明显要更小，速度也要更快。 在离心力的作用下，内部的气体和尘埃会因无法聚拢而不断向外扩散，无法形成一个更加紧密的结构。再加上星系通常是由成千上万颗天体组成，这些恒星与气体间引力的相互作用也会在无形中影响整个星系的形态， 因此他就会形成扁平的旋转盘状结构。我们所处的银河系就是个典型的例子。受脚动量守恒的影响，银河系中的天体、气体以及尘埃主要在沿着盘状结构的平面运动， 而在垂直方向上运动速度则非常的小，这就是导致银河系呈现出扁平盘状结构的原因。然而，并不是所有的星系都是扁的，那些旋转更慢或经历过星系间碰撞合并的星系就会呈现出不同的妥球性结构。 天文学家认为，这些形状的产生很可能与宇宙的起源和演化密切相关。通过研究他们，我们就可以更加深入的了解宇宙的演化历史和物理定律， 进而在未来彻底揭开宇宙那块神秘的面纱，找出那个人类探寻已久的答案。欢迎关注探秘者，与我一同探寻世界的未知！

为什么星球都是圆的，星系都是扁的？我们所处的宇宙到底是不是精密计算的产物？首先，一个物体的形状与他的形成方式和所受的力密不可分。对于宇宙中的星球来说，他们都受到引力的作用，也就是外有引力。 无论是恒星、行星、卫星还是其他星球，都是在引力的作用下汇聚形成的。在此过程中，处于引力中心的尘埃所受到的压力将会越来越大，也就是将引力实能转化为热辐射。 当引力大到一定程度时，强烈的挤压会导致其内部融化成为流体，此时这颗天体的形状将会有引力和分子间的吃力共同决定。反过来说，引力场的等市面是球灭。引力足够大的星球，如果其表面不是球灭个点，不是处于同一个等市面的话，会造成是能 不均等而势能不均等。引力不均等的结果就是这个天体的不稳定。因此，只有当星球是圆球形时才最稳定，包括其形状、特定的运转轨道和运转方式等。 当然了，并不是所有的星球都是标准的圆球形，越小的星星，其引力越小，也更容易成为不规则球形。 一些星球虽然在形状和表层等方面表现的并不是那么圆，但大体上都保持着宇宙中一致的球形。 除了星球的原型外，大多数星系也都是扁的，就像是被预先设定好一样。而这种形状也同样是为了稳定引力和离心力的相互作用，也就导致了星系逐渐向着扁的形状发展。但是，政务物理学家杨振宁教授所认为的存在造物者一样，宇宙中的万事万物如此精妙， 绝不可能是在一次偶然中出现。而对我们的宇宙来说，所谓的造者绝不是一个人或者想象中的神的形态，但一定是创造这一切的某种我们现在还无法理解的东西。

为什么所有行星都在同一个平面上运行？难道太阳系是扁的？如果你回想一下小时候在课本里，或者在很多科普插图上看到的太阳系模型，你可能会发现一个及其反直觉的现象，太阳系太扁了！ 按理说，太阳位于最终引力向四面八方均匀发散，那八大行星本该乱飞才对， 可现实却出奇整齐，八大行星几乎完美的躺在同一个平面上，围绕太阳运转。 天文学家把这个虚拟的平面叫做黄道面。为什么大自然会如此痴迷于扁平？今天就让我们把时间倒回四十六亿年前，用你的眼睛亲眼见证这场由物理法则主导的宇宙级魔法。 在揭开原理之前，你先感受一下太阳系到底有多扁平。天文学上，我们把地球绕太阳公转的轨道平面定为直角面， 倾角为零度。除了水星稍微有点出格，其他所有行星的轨道倾角都不到四度。也正因为大家都在同一个平面上运行，你站在地球上仰望夜空，所有行星几乎都会沿着同一条轨迹穿行。太阳、月亮和行星 永远只在那几片固定的星座前路过，绝不会跑到北斗七星或是猎户座的区域里去。 要解释这种极度的整齐划一，我们必须回到太阳系出生之前。大约在四十六亿年前，我们的太阳系根本不存在。当时在那片星空之中，只有一团极其巨大、极其寒冷且形状毫无规律的由氢气、氦气和微量星际尘埃组成的云团， 我们称之为太阳星云。或许是因为附近有一颗大质量恒星走到了生命的尽头，发生了一场极其爆裂的超新星爆炸。 这股爆炸的冲击波像海啸一样扫过了这团原本安静的星云。受到了扰动的星云，其内部的密度平衡被打破了，某些区域的物质变得比其他地方更密集。在万有引力的作用下，物质开始向密度最高的核心区域坠落瘫痪。 随着越来越多的气体和尘埃向中心汇聚，中心变得越来越重，引力也越来越强， 贪索的速度开始呈指数级加快。就在这个贪索的过程中，一个决定了太阳系未来形状的终极物理学法则悄然启动了。 这团星云在最初漂浮时并不是绝对静止的，它自身带有一点点极其微弱的整体的旋转造成的。 当星云在引力作用下开始剧烈收缩，体积变得越来越小时，物理学中一条最铁的定律开始发挥威力。 角动量守恒定律，那团原本慢吞吞乱糟糟的巨大星云，在瘫缩的过程中，不可逆转的变成了一个高速旋转的宇宙大陀螺。 当星云的旋转速度越来越快时，整个云团内部的受力情况发生了极其戏剧性的变化，一场关于形状的拉锯战正式打响。 在这个高速旋转的球体中，我们可以把物质分成两个方向来看。沿着自转轴的方向，物质只受到一个力的作用，也就是向着重心的万有引力，没有任何力量阻挡他们，所以南北两极的气体和尘埃像瀑布一样毫无阻碍的向核心自由落体。 沿着赤道方向的物质不仅受到向内的引力，还因为高速旋转产生了一种强烈的向外的甩力， 这种向外的旋转惯性死死的抵抗着向内的引力，南北极的物质全掉进了中心，而赤道面上的物质因为离心效应被留在了外围。 最终在经过了几十万年的演化后，那团乱蓬蓬的球形星云消失了，取而代之的是中心一颗因为极度高压而点燃了核聚变的耀眼火球，以及围绕在它周围的一圈薄薄的 高速旋转的气体。尘埃盘，也就是圆形星盘。在这张扁平的质密的圆形星盘里充满了无数微小的沙粒、冰晶和尘埃。因为他们都身处在同一个平面上，所以他们之间的相对距离非常近，就像是在一个平底锅里炒豆子一样。 这些微小的颗粒在旋转中不断发生碰撞，因为速度相近，这种碰撞不是毁灭性的，而是类似于追尾。他们像滚雪球一样粘合在一起， 尘埃粘成了石块，石块撞击融合成为了小行星。小行星凭借更大的引力清空了自己轨道上的所有碎片，最终长成了巨大的行星。既然孕育它们的温床本来就是一个二维的平面， 那么从中孵化出来的八大行星自然而然的就完美继承了这个平面的轨迹。它们从诞生的第一天起就被物理法则死死的铆钉在这个被称作黄道面的跑道上。不仅如此，因为它们都脱胎于同一个旋转的盘，这也解释了太阳系的另一个极其整齐的现象， 几乎所有的行星都在沿着同一个方向公转，而且大多数行星的自转方向也和公转方向一致，大家都是被同一股宇宙洪荒之力搓出来的兄弟。 如果你跳出太阳系，去看看我们在夜空中拍摄到的木星、土星系统，你会发现土星那极其华丽的星环也是一个极其扁平的二维平面，这也是由角动量守恒和碰撞决定的。如果你再跳的远一点，去看看包含了两千亿颗恒星的银河系， 你会惊叹，原来整个银河系也是一个直径长达十万光年，厚度却只有几千光年的圆盘。从微小的土星环到我们的太阳系，再到庞大的星系， 同一种物理法则，角动量守恒和引力的博弈，在宇宙的不同尺度上反复雕刻着同样的杰作。所以大自然并不复杂，它只是极其坚定地执行着最底层的逻辑。

可这么多星球组成的星系，为什么大部分却呈现扁平化的结构呢？实际上，星系并不是一个整体，引力与旋转维持着星系的心态。 星系的运行也是遵循一个规律，用一个词来解释就是搅动量。以我们的太阳系为例，太阳和八大行星的轨道几乎处在同一个平面上。这是因为银河系在最原始的时候其实是没有规律的，太阳还没有形成， 也没有地球和其他行星，就是一团尘埃云，没有形状。但因为有搅动量的存在，在没有外界干扰的情况下，由于搅动量守恒的原因， 使得银河系内几乎所有的物质转动方向都是一致的。形成的一个最基本的现象就是公转。就像我们平时可以联想到的旋涡，在这个中心力的 作用下，形成了一个盘面。运动脚动量手横。也可以解释为什么花样滑冰运动员可以通过将手臂和腿靠近旋转的垂直轴来增加速度。因为较小灌量时，力举是手横的，旋转速度就会增大。

屏幕前正在刷视频的你，是否想过这样一个问题，我们赖以生存的地球，为什么会是圆的？宇宙里的行星全是圆的，但直径小于五百公里的天体，连变圆的资格都没有。这不是宇宙的颜值歧视，而是天体物理的铁律。 很多人对引力的认知还停留在苹果砸牛顿，但在宇宙尺度上，引力是个各项同性的均匀塑形师。这就好比你在玩橡皮泥，不管你最初把它捏成方的、扁的，还是奇形怪状，只要用双手从各个方向均匀往中心挤压，最后一定会得到一个圆球。 而星球变圆的逻辑也完全一样，它的大小只和天体质量、物质与之星的距离有关，方向永远指向天体核心，从上下左右，四面八方无差别拉扯。所有物质 刚形成的芯子是不规则的太空碎石堆。但随着质量增长，引力会把凸起的棱角慢慢拉平，把凹陷的坑洞逐渐填满。文学里给这个状态起了个专业名字，流体进一血平衡。 这里必须强调一个关键前提，引力的塑形能力完全由天体质量决定，只有当质量达到临界值时，引力才能克服物质自身的刚性。 光说原理，你可能觉得太抽象，接下来我们看看实际数据。先看太阳系中小行星带里的股神星，它的直径约九百五十公里，质量达九点四三乘时的二十次方千克，刚好成为小行星带唯一的球形天体。其次是造行星， 直径仅五百二十五公里，质量只有二点六七乘时的二十次方千克，质量差了三点六倍。引力强度不足以克服岩石刚性，只能维持不规则的土斗状。 天文学家通过对古神星、造神星等近比天体的观测和历练，早已算出临界标准。当天体直径超过五百公里，质量达到时的二十一次方千克量级时，引力才能彻底驯服固态物质，将其塑造成球形。所以，行星是圆的，不是宇宙的审美偏好， 而是万有引力物质刚性和流体静力血平衡共同作用的必然结果。那些不规则的小天体，其实是没达到边缘门槛的不合格天体而已。但有颗行星却是例外，它的形状酷似一颗巨型的鸵鸟蛋，你知道是哪颗行星吗？

抬头仰望夜空，那条横跨天际的银白色光带，就是我们身处的银河系。我们生活在太阳系，而太阳系只是银河系千亿颗恒星里微不足道的一员，就像海边一粒细沙。 很多人会好奇，这么庞大的星系，它的中心到底藏着什么？为什么我们用肉眼甚至普通望远镜都看不清银河的心脏？ 其实，银河系中心不仅有答案，还有一个让天文学家痴迷了上百年的神秘怪兽，超大质量黑洞。今天就用最通俗的话带你揭开银星的秘密。 先搞清楚一个基础问题，我们的银河系长什么样？它是一个扁扁的圆盘状旋涡星系，直径足足有十万光年， 就像一个巨大的星际煎饼，中间鼓起来的部分叫银河，也就是银河系的中心区域，厚度远超周围的银盘。我们的太阳系位于银河系一条旋臂上，距离银星大约二点六万光年。 这个距离说近不近，说远不远，可即便如此，人类想要看清银星，却比登天还难。 第一个阻碍就是一层厚厚的宇宙面纱，却比登天还难。第一个阻碍就是人类想要看清银星，却比登天还难。第一个阻碍就是弥漫在银河系里的星际尘埃和气体。 我们平时看星星，靠的是恒星发出的可见光，可这些星际尘埃就像浓雾一样，能把可见光牢牢挡住，一丝都透不过来。想象一下，你站在雾霾天里，就算对面有一座高楼，你也只能看到一片模糊。银星就是这样的情况，这些尘埃主要分布在银道面附近， 而我们太阳系刚好在迎道面上，所以从地球往迎星看，视线完全被尘埃遮挡。肉眼和普通光学望远镜只能看到银河中心一片昏暗，根本发现不了里面的秘密。 天文学家可不会被这点困难难住。既然可见光穿不过尘埃，那就换个眼睛看。宇宙科学家发现，红外线、射电波等波段的光线波长更长，能轻松绕过星际尘埃， 就像红外线能穿透雾霾，夜视仪能在黑夜中看清物体一样。于是，红外望远镜和射电望远镜成了探索萤星的利器。从上世纪中夜开始，天文学家通过射电望远镜在萤星位置接收到了强烈的射电信号， 这个信号员被命名为人马座 a， 它就是银星最核心的存在。一开始没人知道人马座 a 是 什么，有人觉得是密集的恒星群，有人觉得是星云，直到天文学家跟踪观测了银星附近几十颗恒星的运动轨迹，才终于揭开真相。 这些靠近银星的恒星运动速度快的惊人，有的甚至能达到每秒几千公里，比太阳系里行星的速度快上百倍。 而且它们都在围绕一个看不见的点高速旋转。根据万有引力定律，能拉动这么多恒星，产生如此强大引力的天体，质量一定大到难以想象。 经过精准计算，天文学家得出结论，这个看不见的天体质量相当于四百三十万的太阳，可体积却小得可怜，直径只比水星公转轨道大一点。符合这种特征的天体只有一种黑洞，而且是超大质量黑洞。 黑洞是宇宙中引力极强的天体，引力大到连光都无法逃脱，所以它本身不会发光，我们永远无法直接看到它， 只能通过它周围恒星的运动发出的辐射来间接证明它的存在。这个位于银河系中心的人马座 a 黑洞，就是银河系的引力心脏，靠着无与伦比的引力束缚着银河系里上千一颗恒星。星云和行星让整个银河系有条不稳的旋转， 就像太阳牵着八大行星运转一样，只不过规模大了亿万倍。可能有人会问，这个黑洞离我们这么近，会不会把太阳系吞掉？完全不用担心。首先，我们距离银星二点六万光年，这个距离足够安全，黑洞的引力影响范围有限，只有靠近它的恒星才会被引力操控。 其次，这个黑洞非常安静，它不像宇宙中那些疯狂吞食物质的活跃。黑洞周围的物质很少，吞食速度很慢，只会偶尔吃一点。附近的气体云发出短暂的闪光，对遥远的太阳系没有任何威胁。 更有意思的是，银星区域除了这个黑洞怪兽，还是恒星的高密度社区。这里的恒星分布极其密集，比太阳系附近密集上百万倍。 在黑洞周围几光年的范围内，聚集着成千上万颗古老恒星，它们大多已经存在了上百亿年，见证了银河系的诞生和演化。这些恒星在黑洞引力下疯狂运动，时不时还会发生碰撞合并，上演激烈的星际大戏。只是因为尘埃遮挡，我们无法直接目睹。 从最初看不清银星的迷茫，到发现射电信号，再到跟踪恒星运动，正视黑洞存在，人类用了近百年的时间，终于摸清了银河系中心的秘密， 这不仅是天文学的重大突破，也让我们明白宇宙中看似平静的星空背后藏着无数神奇的规律。而那些曾经挡住我们视线的尘埃也不再是阻碍，反而让我们学会了用不同的视角探索宇宙。 银河系中心的黑洞不是恐怖的怪兽，而是银河系的定盘星，它维系着整个星系的稳定，也藏着宇宙演化的密码。 未来，随着更先进的望远镜投入使用，我们还能更清晰地观测这个黑洞，解锁更多关于银河系、关于宇宙的奥秘。而我们抬头看到的那条银河，也不再只是一条光带，而是一个由千亿星辰、一个超大质量黑洞共同组成的浩瀚又温暖的家园。

为何星球都是圆形的，星系却是圆盘扁平状的呢？首先要纠正的是，并非所有星系都是呈现圆盘状，但他一定是形成圆盘状的路上。这是因为星系的中心地带有个极大质量的黑洞， 该星系的物质整体都围绕黑洞公转，在公转过程中，很容易有两颗相邻的恒星轨道相交，由于万有引力的影响，这两个恒星就会被吸引到一起，产生相互的小型公转。 这两颗原本相距很远，只是偶然轨道相交的恒星，他们之间的引力使围绕黑洞的公转轨道变得很近。 这个过程你完全可以理解为偶然机会找到一生的爱人相伴的走下去就是同样道理。有无数的恒星机缘巧合找到自己的伴侣，有些还不止一 个。在这种万有引力的引导下，星系经过几十亿年漫长的形成过程，最初杂乱无章的星际轨道便被整合到一个平面之内，这样的盘状星系就是星系的最稳定状态。

一颗质量只有地球一千四百分之一的小矮行星，居然带着一圈光环。更奇怪的是，它根本不是圆的，它长得像一颗橄榄球，长轴是短轴的整整两倍。为什么会这样？因为它转的太快了。 四小时自转一圈，是太阳系所有大型天体里转的最快的，他硬生生把自己甩变了形，再快一点点就会被离心力撕成两半。一颗又小又扁还快要转散架的星球， 怎么可能稳稳托住一圈光环？它叫任神星，一颗被宇宙亲手改造过的奇迹。我们先来还原那场改变一切的撞击。数十亿年前，任神星可能还是一颗普通的冰雪星球。某一天，一颗天体 高速闯入它的轨道，两者迎面相撞，那一瞬间释放的能量，把任神星表面大量的冰层瞬间剥离。飞出去的碎片命运各不相同， 一部分彻底逃逸，至今仍在科一博贷中独自漂流。在科一博贷中，科学家还发现了好几颗天体，他们的运行轨迹和任神星惊人的一致。这些兄弟姐妹很可能都是那场撞击中飞散出去的碎片，各自成长为独立的星体。 有些碎片飞的不够远，被任神星的引力重新捕获，日积月累凝聚成了两颗卫星。而那些更细小的尘埃和冰粒则留在了轨道上，像一圈永远不会解开的丝带，安静的悬在他的腰间。而撞击带来的另一个后果 是让任神星开始旋转，并且再也停不下来。四小时转一圈意味着什么？一 颗子弹飞行速度大约每秒三四百米，而任神星赤道上任意一点的移动速度和子弹差不多， 科学家算过，这个速度已经接近零界点，再快一点他可能就真的撑不住了，但他偏偏没有碎。他选择了另一种方式活下去变形。向内的引力和向外的离心力在他体内形成了一种微妙的平衡， 谁也压不过谁，最终妥协出了这个火球形状。他的长轴将近两千公里，短轴却只有一千公里左右，整整差了一倍。放眼整个太阳系，找不出第二颗大型天体被拉的这么扁。 任神星的表面温度低的吓人，根据计算，大约在零下二百二十度到零下二百四十度之间。这种温度下，空气会变成冰块，钢铁会变得像玻璃一样脆。但科学家在他表面发现了一样不该出现的东西。结晶冰 为什么说不该出现？因为在那种温度下，冰的分子本该乱成一团，科学上叫无定形态，但任神星表面的冰分子却排列的整整齐齐，这很反常，因为让冰从混乱变得有序，需要额外的能量输入。 问题来了，任神星那么冷，热量从哪来？科学家提出了一个假说，任神星的内部可能还藏着热源。热量的来源，科学家有两种猜测， 一种认为是内部残存的放射性物质在缓慢释放能量，另一种认为是两颗卫星在轨道上对它反复挤压拉伸， 就像反复揉捏一块面团，内部会慢慢发热。这些热量慢慢传到表面，让无定型兵变成了结晶兵。而任神星这个名字正是取自哈乌美亚。神话里说， 哈瓦美亚的孩子们都诞生自他身体的不同部位，而现实中任神星的两颗卫星也确实是从他身上被撞出来的。这大概是宇宙最冷酷的浪漫。目前人类还没有探测器造访过任神星， 按照科学家的计算，一艘探测器如果借助木星的引力、弹弓效应从地球出发，到底达任神星，航程大约需要十四年以上，但至今没有任何航天机构批准这样的任务。 我们对他的了解全部来自六十多亿公里外的望远镜观测。也许未来的某一天，会有一艘探测器穿越漫长的黑暗，抵达这颗椭球形的星球。 他会拍下第一张近距离照片，会分析那圈光环里到底有什么，会告诉我们那场数十亿年前的撞击究竟留下了多少秘密。 任神星的存在让我明白一件事，在宇宙里，不是只有完美的球体才能被记住，有些星球被撞击过，被拉扯过，被甩到变形，但他们依然在转。也许真正的奇迹不是毫发无伤，而是带着所有的伤痕继续存在。

今天我们要讲的是目前已知最大的星系，阿尔库俄纽斯星系。阿尔库俄纽斯的直径达到了惊人的一千六百三十万光年，相当于银河系直径的一百多倍。 而阿尔库俄纽斯之所以这么大，并不是因为他的恒星特别多，而是那条他向宇宙发射出的跨越数百万光年的无线电辐射，这就是他的本质。射电星系。 你肯定会好奇，为什么会有星系长成这个样子。在我们常规的认知里，星系都是椭圆的，螺旋状的，恒星在里面诞生、演化、死亡，一切都局限在星系本身。但有一类星系不同，它们不仅存在，还在不断向外释放能量。 这种星系就被称为射电星系。它们最核心的特征不在恒星，而在中心。在这些星系的中心，通常存在一个极其活跃的黑洞，超大质量黑洞。当大量气体、尘埃甚至恒星残骸被吸入这个黑洞时，它们并不会直接掉进去， 而是先形成一个高速旋转的结构吸积盘。在这个盘中，物质被压缩，被加热到数百万度，然后以接近光速旋转。 在黑洞强大的磁场和旋转作用下，一部分物质会被加速到接近光速，然后沿着黑洞的旋转轴方向喷射出去，形成两道几乎完全对称的喷流，这就是相对论喷流。 这些喷流的速度可以接近光速，他们不是普通的气流，而是由高能粒子组成的束流，带着巨大的能量直接冲出星系。 而这些喷流通常可以延伸数十万甚至数百万光年，而当他们与周围的稀薄气体发生作用时，会产生强烈的无线电辐射，于是这类星系就被称为射电星系。 而阿尔库俄纽斯星系就是射电星系的一个极端，它的射电直径达到了约一千六百三十万光年。 那为什么它能延伸这么远呢？科学家也提出了几个关键原因。第一个是因为它的周围环境太空旷，阿尔库俄纽斯所在的区域气体密度极低， 这意味着喷流在传播过程中几乎没有阻碍，就像一束光，在没有空气的空间中可以一直延伸。另一个原因则是中心黑洞能长期稳定功能。 要知道，喷流不是瞬间形成的，它需要长时间稳定的能量输出。也就是说，阿尔库俄纽斯的中心黑洞也是一个质量极高的超大质量黑洞，它能在数亿年的时间里持续向外喷射物质。最重要的是，它的喷流方向非常稳定， 如果方向频繁变化，喷流会被打散。但在这里，它保持了长期稳定的方向，不断叠加延伸， 最终形成了一种比星系本质还大几十倍的外部结构。最有意思的是，这样的庞然大物并不是用普通光学望远镜发现的，而是通过 lofr 一个低频射电望远镜阵列，专门用来观测宇宙中的微弱无线电信号。 在数据中，科学家发现了一段异常延伸的射电结构。最初他只是一个模糊的轮廓，但随着数据分析深入，他们逐渐拼出了完整结构。两侧对称延伸的巨大喷流 中心对应一个普通大小的星系，当测量完成之后，一个结果出现了一千六百三十万光年，这也让他成为了目前已知最大的射电星系之一，但他并不是最亮的星系，也不是恒星最多的星系，而是一个把自身结构拉长到数千万光年的存在。

五分钟带你快速了解天文学的最新进展！哈喽，大家好呀，这里是用最亮的星光研究暗物质的头子，今天带大家快速浏览一篇来自北大科委里的最新文章。这篇文章用了一个非常经典，但一直没有完全搞清楚的问题，为什么有的心系特别大，有的却特别紧凑？ 而且更关键的是，就算他们所在的暗物质运的质量是一样的，这种差别依然存在。也就是说，同样重的两个系统，最后形成的星系却可以完全不一样。所以，到底是什么在控制星系的大小呢？ 很多人第一反应会说是暗物质运的角动量，也就是暗物质运他自己的自旋。因为很直观，如果暗物质运的角动量越大的话，那他带着这个种子，他可能就转的更快，就越容易被撑开，心系也就越大。而角动量小的话，气体就更容易往中心塌缩，而心系就更紧凑。 这个直觉其实是对的，而且在模拟中也确实能看到。比如当我们逐渐的增大自旋参数的时候，心系会从一个小而集中的结构，慢慢变成一个更扩展、更像盘的结构。 但问题在于，他是不是最重要的因素呢？这篇文章做了一件非常关键的事情，他没有在复杂的完整的宇宙学模拟中去看相关性，而是把问题搬进了实验室，也就是做控制变量的模拟。 这就很像科学家们在实验室里做一些化学实验，可以控制一些变量，但是这里是在计算机里做的， 他们固定了一个暗物质运的质量，是十的十一次方太阳质量去改变暗物质运的内部性质，一共改变了四个参数，首先就是大家关注的这个自旋，还有一个是致密度，致密度越大，这个黑喽就更加的致密，更加的紧凑， 反之就会比较稀疏一些。还有内部的密度斜率，就是我们常常说的密度的 density profile 以及种子分数，它们一共做了一百三十二组这样不同参数的模拟，核心就是在所有条件都相同的情况下，到底是以上哪个参数真正决定了氢气大小。 那这个模拟其实可以理解成他们在做一个人造的宇宙实验，首先先搭一个暗物质的骨架，再往里面放气体，这个骨架是可以人为调节的，比如让他更加的质密还是更加的松散， 气体一开始是处于一个比较稳定的状态，不会立刻塌缩，接下来就让系统自己演化，先有一个预热阶段，就是只考虑引力和气体的运动，让整个系统稳定下来，然后再进入真正的演化阶段，这时候才加入恒星，形成超新星的反馈这些过程， 然后心系就在这个过程中慢慢的长了出来。最后他们用一个很简单的标准来定义心系的大小，就是看一半的恒心集中在多大的范围里，同时用统计的方法去比较不同参数的重要性，从而判断到底是谁在控制心系的大小， 那结果就非常有意思了。和直觉不太一样，他们发现最重要的因素其实并不是暗物质运的角动量，而是暗物质运的质密度。质密度越高，市井越深，气体就越容易快速的塌缩到中心，最终形成了一个更紧凑的星系，这个影响是最强的。 角动量当然也很重要，它提供了一种离心的支撑，可以把心系撑开，让心系变大，但它的作用并没有想象中那么主导，而且这种关系也不是简单的线形关系， 内部密度的斜率影响非常弱，只有在非常尖的情况下，才会显著的改变心系的结构。而种子分数则更有意思， 它不是简单的让星系变大或者变小，而是通过调制气体塌缩的方式来影响结果。比如当种子占比比较低的时候，气体分布比较松散，就更容易形成一个扩展的盘状星系。 而当种子分数很高的时候，大量气体会迅速向中心塌缩，引发强烈的恒星形成，也就是所谓的 starburst 星爆反而会把结构压缩，让星系变得更小。 那我们为什么以前觉得角动量是最重要的呢？因为很经典的在一九九八年的一个模型，假设了这个气体塌缩的过程中，基本保留了角动量，也就是说种子和暗物质的角动量是差不多的。 但这篇文章发现，真实情况并不是这样的，形成恒星的气体主要来自于低角动量的部分，而高角动量的气体往往会被甩到外面，或者在反馈中重新分布， 所以真正进入星系的角动量远远小于暗物质运的角动量。这就导致经典模型系统性的低估了星系的大小，他们文章发现，大概之前那个模型能差五倍的这种量级。 所以说星系到底有多大，其实并不是一个因素决定的，而是一场他缩和旋转的博弈。如果你觉得这种把复杂宇宙拆开来看的方式很有意思，记得支持一下投资，我们下次继续一起拆宇宙。