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银河系有四大旋臂吗(银河系旋臂发展变化推测)

银河系有四大旋臂吗(银河系旋臂发展变化推测)

银河系有四大旋臂吗(银河系旋臂发展变化推测)(1)

“银河系棒和旋臂结构巡天观测”科学项目绘制的银河系全景图,银河系由中心区域棒结构和延伸出来的旋臂组成,我们太阳系在其中的一个旋臂的边缘上。银河系如此的旋臂结构,体现了银河系的古老,银河系旋臂已经自转多时了。银河系旋臂每旋转一圈,旋臂都会被拉长一些,拉细一些。由于银河系旋臂区域的恒星环绕线速度差异很小,可以认为基本相等。如果细思量,我们可以得出这样的结论;银河系旋臂最外围区域的恒星旋转银河系中心一周,则其所在的银河系旋臂的长度增加一个周长,并且是最外围恒星环绕银河系运动的周长(有必要解释一下这个结论吗?不同半径区域的恒星环绕一周的长度差异是,2πR-2πr=2π(R-r),进行无限细分或极限化考虑,最终得到旋臂上尾部恒星和根部恒星,在旋臂尾部恒星公转一周的情况下,二者的距离差小于2πR,为何不是等于2πR,因为,旋臂根部恒星并没有在银河系中心,而是在银河系中心银河系棒的外围附近)。这个结论应该是严谨的,却又让人困惑的,这意味着银河系的旋臂应该已经很长了,而事实并非如此。

银河系有四大旋臂吗(银河系旋臂发展变化推测)(2)

银河系恒星不同位置环绕银河系中心的旋转线速度

银河系旋臂上的最外围的恒星环绕银河系的公转周期大约是太阳系公转周期的二倍,即约5万光年。对于已经诞生近百亿年的银河系来说,其外围恒星似乎已经环绕银河中心完成近20个周期运行了,银河系旋臂早就应该拉得又细又长了。这显示历史上的银河系旋臂已经多次重组,我们现在看到的银河系旋臂是近几亿年逐渐形成的。估计,银河系旋臂的可能长度达到相当于旋臂外围恒星环绕银河系中心周长的两倍是可以的,此时,银河系旋臂已经很细很长了,旋臂之间相互间隔空间较小了,估计旋臂长度不会超过三个周长,这样的话,也太壮观了,旋臂几乎就难以分辨了,旋臂融合了。如果旋臂最大周长按照两个周长计算,意味着银河系旋臂存在的周期也就是10亿年,每10亿年旋臂融合后,重组一次。按照我们现在的银河系旋臂长度,旋臂还可以继续拉长,应该还可以继续拉长翻翻,五亿年后旋臂融合重组。

银河系旋臂融合重组行为是银河系大事件,会带来大幅度的恒星群或恒星扰动,以及星际物质的再分配,是银河系的乱世年代,从有序化到无序化再到有序化的年代,是对恒星系的重大考验。此时,太阳系也许会受到系外物质的冲击,或者太阳系奥尔特云区域甚至柯依伯带受到扰动,成为彗星多发时期,进而对地球生命产生威胁。

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