简单地说,像银河系这样的星系的形状与其成长经历有关。
星系的形状取决于其角动量和能量 (J., , 1969):
物体有多平角动量^2|能量|/质量^3
请注意,方程中的能量具有绝对值符号。 天体系统的总能量包括重力势能和动能。 动能大于零,但引力势能小于零。 两者之和通常为负数。
宇宙中的星系是由大量气体在重力作用下塌缩形成的。 在这个过程中,气体逐渐变成恒星。 这一大团原始气体比星系本身还要大数百倍,而它的总能量略小于零。 如果取绝对值代入上式,就会发现这组气体并不是特别平坦。
在气体塌陷成星系的过程中,整个系统的角动量几乎保持不变(角动量守恒原理); 然而,能量会损失,因为气体会相互碰撞并向星系外的宇宙发射电磁辐射。 空间释放能量。 原本负的能量不断减少,其绝对值越来越大,导致上式右边越来越大,整个系统变得越来越扁平。 这就是为什么有些星系看起来不是球体的原因。
同样的道理,宇宙中的许多星团都是球形的,因为它们的气体在形成过程中并没有消耗太多的能量:
80:美国宇航局、团队、STScI、AURA
与银河系不同,还有一些星系非常接近球形。 这是因为在它们的形成过程中(两个小星系合并成一个大星系,一个小星系或一个小气体团与一个大星系合并,或者星系盘中出现机械不稳定),由于角动量变小,导致角动量变小。很多原因。 ,或者不损失太多能量:
87:美国宇航局
星系团也是球形的,也是因为星系之间的气体发出辐射并且损失能量的速度不是很快:
IDCS J1426:NASA、ESA 和 M.(的)
与星系不同,原子不是由大量粒子坍缩而成的。 电子的相互作用、能量增减、运动规律也受到量子力学的严格控制。 量子力学中的泡利不相容原理规定,一个原子在同一轨道上不能有两个以上的电子。 这就是原子中的电子“分布”成比较均匀的球形的原因。
以上是很简单的解释,如有遗漏还请大家谅解。 事实上,几十年来,星系如何变成当前形状的问题一直是天文学界的研究中心之一。 还有许多未解决的问题,例如气体如何变成恒星,恒星和黑洞是否也会影响星系的速度和形状。
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线:星系的形状由其生长历史决定。
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最后,让我们向大师五十年前所作出的精彩结论致敬。 。 。
如果 没有损失太多, 则由 (37) 给出。 对于 的 ,这可能与 的 - 度范围有关,其范围在 0.1 到 0.2 之间(1930 年)。 比 (37) 的 is 多得多,但是如果是系统的角动量,原型将具有 的 a 。 的 会由相同的形式形成,但这里的“气体”是这样的 - 我们不会失去。 因此 的 应该由 (37) 给出。
-- PJE,ApJ系统的角动量,155, 393, 1969
另请参阅此讲义: