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《星系》思维导图 由恒星、尘埃和气体组成的最大集团叫做星系,它是构成宇宙的基本单位。 星系大都是螺旋形的,直径为10万光年左右。 宇宙中大约有1000亿到11万亿个星系,它们稀疏地分布在宇宙空间中。 星系有什么样的结构呢 星系由星系核、星系盘和星系冕三部分组成。 星系核的质量是太阳质量的10倍以上,包含有恒星、电离气体、磁场和高能粒子。 星系盘是规则星系中具有盘状结构的组成部分,包括大量的气体、暗云和尘埃。 星系冕则是环绕在星系可见部分以外的一个大质量包层。 它的尺度非常大,平均为几十万秒差距,有的甚至达到了百万秒差距。 星系碰撞 星系之间存在着巨大的空间, 虽然发生碰撞的概率极低, 但还是有一些星系处于不断碰撞的状态中。 两个星系发生碰撞时, 一个星系会慢慢地把对方撕开, 产生许多由物质凝聚形成的潮峰、 被震波压缩成片状的气体、 黝黑的尘埃带、 诞生的新星体和一群被遗弃的恒星。 椭圆星系的外形呈正圆形或椭圆形, 中心亮,边缘渐暗。 按星系椭圆的扁率,从小到大分别用E0到E7表示, 最大值7是任意确定的。 由于椭圆星系没有旋臂那样复杂的结构外观, 因此它们彼此都很相似。 椭圆星系几乎不含星际气体与尘埃, 星系中的恒星会都绕中心运动,但不全在同一个平面上。 旋涡星系是具有旋涡结构的河外星系, 它的中心区域为透镜状, 四周围绕着扁平的圆盘和一个星系晕。 从隆起的核球两端延伸出若干条螺旋状旋臂, 叠加在星系盘上。 旋涡星系可分为正常旋涡星系和棒旋星系两种。 旋涡星系通常有一个晕,叫星系晕。 旋涡星系的质量为10亿到1万亿个太阳质量, 对应的光度是绝对星等15~21等。 直径范围是5~50千秒差距。 棒旋星系是一种有棒状结构贯穿星系核的旋涡星系, 它可以分为三类,即正常棒旋星系、透镜型棒旋星系、不规则棒旋星系。 棒旋星系在很多方面都和正常旋涡星系相似, 它的核心通常是一个大质量的快速旋转体, 其运动状态和空间结构都十分复杂。 不同的是, 棒状结构内部和附近的气体及恒星都是做非圆周运动。 触角星系由两个正在碰撞的星系所形成, 因为在合并中会形成细长如触角状的气体流,故而得名。 当星系碰撞时,其中某一星系中的巨大重力能将另一个星系"撕开"。 数百万年后,这两个星系中会产生数以千计的超新星残余,
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《银河系》 思维导图 银河系是地球和太阳所在的恒星系统, 由大约1400亿个恒星和大量的星际物质组成, 半径约为72000光年, 因其在天球上的投影像条河而得名。 我们肉眼能看到的银河只是银河系中的一部分。 银河系是如何起源的呢 银河系是由一团星云不断坍塌形成的。 大约100亿年前, 宇宙大爆炸后产生了一团气体云, 它质量巨大,在自身的重力作用下不断收缩, 内部逐渐形成许多密度较大的球状团块, 并最终成为恒星, 其余的气体云则继续坍塌成扁盘状。 与此同时,引力能的释放加速了气体的旋转, 于是便形成了银河系的自转。 就这样,一个初具规模的银河系便形成了。 银河系是什么样的形状的呢 银河系呈中间厚、边缘薄的扁平盘状, 它正看像一块铁饼,侧看像一块凸透镜。 银河系中所有的物质都围绕着它的中心飞快地旋转, 正是这种高速旋转使银河系变得像碟子一样扁平。 但由于我们是从内部观察银河系的, 所以我们看到的银河系 是由星星在天空中组成的一条繁星密集的光带。 银河系具有什么样的结构呢 银河系由银盘和银晕组成。 银盘是星系的主体。 银晕是包围着银盘的雾状物, 由稀疏的年轻恒星和星际物质构成。 银河系的中心是一个球状体, 它是银核,由许多老年恒星聚集而成, 球状体的中心银心是一个很强的射电源和高能辐射源。 银河系还有四条旋臂。 银河系内的所有天体都在围绕银心转动,这种运动叫银河系的自转。 其中,银心附近和银盘边缘的自转速度较慢, 而太阳附近的那部分自转速度最快, 达到了250千米/秒。 银河系除了自转以外, 还以211千米/秒的速度朝麒麟座的方向运动。 科学家们通过一系列的观测证实了银河系磁场的存在。 测定磁场的主要方法有两种:一种是法拉第旋转, 另一种是中性氢21厘米谱线的塞曼分裂。 法拉第旋转测量得到的是辐射源和观测者之间的磁化等离子体磁场, 中性氢21厘米谱线的塞曼分裂测量得到的是视线方向的中性磁场。 这两种测量方法得到的结果较为可靠。
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《黑洞》 思维导图 黑洞是时空的终极谜题 理论过于复杂很难看懂 那么我们就试试用思维导图 看能不能帮助你认识黑洞 黑洞是广义相对论预言的极端天体 引力强到连光也无法逃脱 并且由大质量恒星(>3倍太阳质量)坍缩形成 史瓦西半径内形成事件视界 那么什么是事件视界呢 解释起来就是 不可逆边界 物质进入后无法返回 光有去无回 看起来就是黑黑的一片 这就是黑洞 黑洞的中心是奇点 特点是密度无限大 时空曲率无穷的未知区域 无毛定理可以解释黑洞 说黑洞是: 仅由质量、角动量、电荷描述 我们一起来看看黑洞家族有哪些 首先是恒星级黑洞 它的质量是3-100倍太阳 由超新星爆发后形成 最大的是超大质量黑洞 质量百万至百亿倍太阳 占据星系中心 如银河系中心黑洞400万倍太阳质量 还有就是中等质量黑洞 质量介于恒星与超大质量之间 近年通过引力波间接证实 那么黑洞看不到 我们是怎么知道有它的呢 那就依赖于观测技术了 我们可以间接观测 通过引力透镜效应 也就是扭曲背景天体影像 还可以通过吸积盘辐射 也就是X射线、无线电波信号 直接成像可是可以的 那就要用到事件视界望远镜(EHT) 它于2019年首次捕捉M87黑洞影像 2022年公布银河系中心黑洞照片 黑洞会发射波 所以可以通过多波段联合观测 通过射电、光学、X射线、引力波 探测结合,分析喷流、磁场等特性 那目前黑洞未解之谜呢 首先是信息悖论 霍金辐射导致黑洞蒸发 但量子力学认为信息应守恒 其次是引力与量子力学统一 奇点处物理定律失效 需新理论(如弦理论、全息原理)解释 再者是黑洞本质 它可能是时空的孤立区域 与外界无物质交换
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