银河系1条旋臂断裂了!太阳系会毁灭吗?人类还能存在多久?
银河系1条旋臂断裂了!太阳系会毁灭吗?人类还能存在多久?
在晴朗的夜空中,如果没有城市灯光的污染,我们会看到空中有一条巨大的光带,从地平线的一头升起,在地平线的另外一头没入。
这条光带里有无数的星辰,这就是银河。银河系中有上万亿颗恒星,绝大多数离我们非常遥远,最近的都有几光年的距离。通常的情况下,我们感觉不到这些遥远的星星对人类的影响,只有占星学家认为这些天上的恒星带有特殊意义,会影响人的命运。
但是实际上,这些所谓的恒星,并非和我们地球的位置永远不变,只是相比于星体的运动,离地球实在是太遥远。
这些恒星通常是巨大的,而且还有黑洞、中子星等极端天体,通常都有毁灭性的力量。
这些太阳系以外恒星与地球的距离,决定了地球是否安全。
公元1054年,北宋天文学家曾经记录过一次超新星的爆发,其亮度仅次于太阳和月亮。这颗超新星爆发,留下了著名的蟹状星云,和一颗高速旋转的中子星。
这次大爆炸发生在距离地球6000光年远的地方,如果这颗超新星爆发时距离地球100光年,那么地球上的生命将面临灭顶之灾。
在距离地球100光年的范围内,大约有8000颗恒星。恒星的疏密、间距有可能决定地球上生命的命运。
但是,这些恒星包括太阳,在银河系中的分布也不是平均、均匀的,大量的恒星集中在4条旋臂上。
分别是人马臂、猎户臂、英仙臂、3000秒差距臂。我们的太阳系就是在猎户座旋臂上。
加州理工学院的一个研究小组使用斯皮策望远镜和盖亚探测器,对银河系的恒星进行三维建模,发现人马座旋臂断裂了。断裂处有一条凸出来的星流。
该研究成果今年7月21日发表在《天文学与天体物理学》杂志。
这会影响到太阳系所在的猎户座悬臂吗?或者影响到太阳系,给人类带来灾难吗?当然,这是有可能的。
因为,银河系的悬臂是一种特殊的结构,组成这些悬臂的恒星不固定。
银河系没有照片,如果要拍摄一张银河系的完整照片,必须垂直飞离银道平面,这是人类做不到的。
银河系的平面图全部都是示意图,这些示意图是天文学家根据对其他星系的观测结果,然后对银河系恒星位置测量而绘制的。
距离地球300万光年的仙女座大星云也是一个非常庞大的星系,也有美丽的旋臂。
天文学家很早就发现了这个问题:如果按照星体绕星系中心的圆周运行方式,这些旋臂会越缠越紧。
越靠近星系中心引力越大,星体绕行引力中心的角速度也就越大,这样才能够用离心力平衡掉引力。
可以举一个例子说明这种情况,如果把水星、金星和地球排列在一条直线上,用一条线把它们连在一起,随着旋转,这条线会缠在太阳上。因为水星绕日一圈需要87天,金星需要224天,地球需要365天。
太阳系距离银河系中心2.5万光年,绕行银河系需要2.5亿年。更接近银河系中心的恒星,绕行银河系只需要1亿年甚至几千万年。而距离银心更远的恒星,绕行银河的时间会更长。
但是这些旋臂看起来确实固定不动,这是为什么呢?
后来天文学家猜测,旋臂是由于恒星之间密度分布引起的一种波动,被称为密度波。华裔科学家林家翘用数学方程描述了这个密度波。
银河系的悬臂是万有引力推拉、挤压恒星群,引起恒星之间密度排列变化的结果。
科学家认为人马座旋臂的断裂,是银河系的引力和星系旋转形成的剪切作用的结果。
这种作用引起了恒星位置的大幅度改变,使旋臂恒星的密度发生了变化。
引力的传播速度是光速,人类观察到人马旋臂的断裂,引力的变化已经传播到了太阳系。但是具体的影响,可能要过上千年、甚至几十万年才能够被观察到。
银河系中总体恒星数量不会变化,如果某一个地方恒星变得稀疏,另一些地方的恒星密度肯定会变得更加高。
银河系中有很多老年恒星,这些恒星最终结局会在一次惊天的大爆炸中,变成黑洞、白矮星、中子星。在这些极端恒星周围会发生高能量事件。
太阳系在银河系中的运行,完全掌握在银河系的引力手中,如果银河系的引力发生什么变化,太阳系就可能带着地球运行到这些极端恒星附近。
对于宇宙来说,这些高能事件都是稀松平常的,但是对地球上的人类来说,可能就像灭霸打了一个响指一样,瞬间就会毁灭无数的生灵。
在太阳系诞生以来,一共绕行了银河系20圈,经历了20个银河年,与此同时,地球上的生命兴起、衰败也经历了大约20个周期。
这中间或许有某种神秘的重合。
太阳系不仅不是猎户座悬臂的固定成员,随着时间的推移,会移出去,进入其他的旋臂。而且太阳系在银河系中的运行也不是一个平面,它是一个波浪状,以6400万年为周期,反复穿越银道面。
地球生物灭绝周期恰好是3,200万年(一个运行周期,两次穿越银盘)的整倍数。
但每一次生物灭绝对自然界造成的影响并不相同。这说明引起生物灭绝的周期,可能是多个周期的相互重叠加强或者削弱的结果。
在地球上大灭绝一共有5次,分别是
4.4亿年前奥陶纪大灭绝,3.6亿年前泥盆纪大灭绝, 2.5亿年前二叠纪大灭绝,2亿年前三叠纪大灭绝,1.37亿年前白垩纪大灭绝。
根据科学家们对于恐龙灭绝过程的研究发现,在尤卡坦半岛遭到小行星毁灭性撞击之前十几万年,恐龙已经处于劣势。
4.5 亿年前,地球温暖的海洋充满了海藻、海星、蛤蜊和珊瑚礁。突然这些物种超过一半死亡,很可能是由宇宙射线引起的,并且可能再次发生。
当高能事件发出的射线轰击大气层的时候,氮气分子会被打散成氮原子。
然后氮原子会与任何可能发生的反应发生反应。其中大量会与氧发生反应,形成氮的氧化物,这将大量消耗臭氧。
臭氧消耗导致比正常情况更多的紫外线 (UVB) 通过大气传播到地面,紫外线可以杀死大量的生物。
地球在穿过银盘向上摆动时也有可能定期暴露在宇宙射线下。
这可能是地球在过去 5 亿年中发生大规模灭绝的原因之一。
银河系90%的引力由暗物质提供,如果是引力起伏撕裂了人马旋臂,意味着暗物质的嫌疑要占90%。
但是暗物质是什么?我们并不知道。
人马旋臂被撕裂,意味着银河系的引力结构比预想的要复杂,也说明暗物质在银河系中并非均匀分布,会在银河系中产生引力陷阱和漩涡。
引力波动会影响太阳的运行轨迹,这就好像平静的大海上起了风浪,太阳系只能随波逐流。
与银河的历史相比,人类的历史非常有限,人类的科学史就更加有限。
然而,却没有成文的银河系编年史给人类阅读。无数在大灭绝中被毁灭的生物,也无法告诉人类当时到底发生了什么。
唯一可以肯定的是,那时候太阳系所处的宇宙环境和现在完全不同。
如果我们可以返回6000万年前的侏罗纪,会看到恐龙们看到的天空和我们现在看到的完全不一样,到处都是我们不认识的恒星和星座。
银河系的悬臂撕裂意味着什么?也许会让地球更安全,也许会让地球更危险。
但是在极大的尺度上,从人类的视角看,这种变化可能很缓慢,缓慢到科学家几乎无法察觉。
然而,这种几乎无法察觉的变化,可能会在遥远的将来,决定地球的命运。