《談天說文》星星島國 中研院天文所研究助技師 曾耀寰 |2007.12.21 語音朗讀 724觀看次 字級 大 中 小 星星島國是一大群星星聚集而成的獨立王國,我們的銀河是其中的一國。在哈柏之前,大家認為銀河就是宇宙,但哈柏發現銀河外頭還有星星島國,這些星星島國是由數十億、數百億甚至千億顆星星聚集而成,天文學家給了個專業的說法,稱之為星系。圖一、哈柏音叉圖 圖/維基百科哈柏測量仙女座星系之後,發現宇宙有許多看似雲氣,卻是座落在我們銀河外的星星島國。由於星系的距離實在很遠,因此哈柏先從各個星系的外型分類開始,這就像根據外表打扮對男士分類,分成型男、宅男和邋遢男。哈柏在觀測許多星系之後,根據星系的長相分出三大類:看似橢圓的橢圓星系、螺旋狀的螺旋星系以及棒旋星系,其他形狀的全當成不規則星系。棒旋星系和螺旋星系一樣,有著兩條美麗的螺旋臂,只不過棒旋星系的中心多了一根棒子。哈柏進一步對橢圓星系、螺旋星系和棒旋星系的外觀做了定量的分析,畫出了哈柏音叉圖(圖一)。圖二、橢圓星系NGC1316 圖/European Southern Observatory螺旋星系M81 圖/ASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA棒旋星系 NGC1365 圖/European Southern Observatory橢圓星系(如圖二)還可以根據橢圓的程度細分出E0、E1,一直到E7,E0是近乎圓盤狀的星系,而E7是非常橢的橢圓。通常橢圓星系裡頭的星星年紀比較老,外觀沒有太大的變化,就像宅男一樣,不太受到重視。螺旋星系和棒旋星系則像是型男,特別引人注目。圖三、一圈圈纏繞的螺旋臂型男星系捕捉目光的利器是圍在四周的兩條螺旋臂,它是如此地幽雅,又充滿了神秘。天文學家知道整個螺旋星系像一只轉盤,盤面上的星星會繞著星系中心旋轉,若將螺旋臂想成一條彩帶,由中心向外延伸,螺旋星系自身的旋轉,就像跳著彩帶舞的舞者,不斷地旋轉,所帶動的彩帶會纏繞在四周,這時彩帶舞動的形狀就像星系的螺旋臂。不過螺旋臂若像彩帶一樣舞動,會很快地旋繞成一團,就像大理石蛋糕(圖三),這和望遠鏡看到的螺旋臂不同。華裔科學家林家翹院士和徐遐生院士(前清華大學校長)提出密度波理論解決這個難題,他們認為螺旋星系盤面上產生像聲波一樣的密度波,密度波在上頭傳播,形成了壯觀的螺旋臂。哈柏原先想利用音叉圖來研究星系演化的先後順序,由於橢圓星系內的星星年紀較老,螺旋星系有較多的年輕星星,哈柏認為整個星系的演化是從橢圓星系演變成螺旋星系。但實際情況可能更加複雜,哈柏太空望遠鏡拍到早期宇宙的星系分佈,卻發現宇宙很早就有了螺旋星系,一些電腦模擬計算也發現螺旋星系的相互碰撞可以產生橢圓星系,這是哈柏當時無法想像的結果。在星系分類中最不吸引哈柏目光的,要屬不規則星系,由於外觀沒有特徵,被早期天文學家打入冷宮。圖四、馬車輪星系 圖/NASA/HST最近最熱門的星系反倒是這些不規則星系,很多不規則星系被認為是星系碰撞的結果,例如馬車輪星系(圖四)。雖說碰撞,但和汽車相撞是大大不同,星系是千億顆星星的組合,星系碰撞就好似兩個學生班級的隊伍相互交錯,當中的星星不會像撞球般真正的撞在一起,但星星之間的萬有引力使得星系的長相有了很大的改變,這些改變會劇烈攪動整個星系,可能會引發新的星星誕生。星系的研究也可以運用到宇宙學,宇宙大霹靂學說的重要證據之一就是和星系有關。周宣王為了求雨,解救蒼生,於是詩經寫下了譗倬彼雲漢,昭回于天豃,天文學家為了求得宇宙的起源演化,需要更多的雲漢,才能一窺天之奧秘,瞭解我們的宇宙。 前一篇文章 「芝麻」開門 發現抗氧化之秘 下一篇文章 讓二氧化碳從凶手變幫手 熱門新聞 01【書市隨筆】《草間傾聽泰戈爾》琹川的山居歲月2025.05.1802佛光山開山59周年 全球同步抄經2025.05.1803【快樂塗鴉簿】漫步花叢間2025.05.1904【佛光山口述歷史系列】慈悲愛心人 社會安全人人有責2025.05.1805社論--中美各得所需2025.05.1906社論--參考新加坡的圖存之道2025.05.2007新加坡副總理顏金勇 拜訪新加坡佛光山2025.05.2008加薩陷饑荒 1.4萬嬰兒命危2025.05.2109香港佛光道場三皈五戒 佛子迎光明2025.05.2110【臆想截圖】 緬梔2025.05.20 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 保鮮膜很黏難用?專家:放冰箱變滑溜好抽拉中央清華探高團隊 發現金星軌道內小行星大發現!澳洲隕石 含70億年前古老物質NASA探測器飛掠太陽 揭太陽風神祕面紗鳥愈變愈小隻 專家:是暖化害的影音/AI無人餐廳 中正大學:應用機器人省人力