星系形成理论

天文学术语

天文学家提出了一种新的“星系形成理论”，在上世纪80年代提出的星系形成理论基础上进行了补充，更加精确地描述了星系的形成过程。据国外媒体报道，过去20多年，天文学家使用寒冷暗物质理论作为解释宇宙如何在130亿年前宇宙大爆炸之后诞生，以及直到现今进化成为纤维丝状、多星系的宇宙网络。科学家最新研究提出了星系形成的一种新理论。

理论观点

之前的理论观点存在一个问题——该理论显示一些星系内核区域比当前实际拥有更多的恒星和暗物质，尤其是矮星系，矮星系内恒星的数量要比银河系等大型星系少百分之一。美国华盛顿大学的一支国际研究小组在1月14日出版的《自然》杂志上发表研究报告称，如果基于超级计算机运行数百万小时，将模拟出星系形成过程。这种模拟实验非常像通过人造卫星和大型望远镜的观测结果。华盛顿大学天文学研究副教授法比奥－戈文纳托（Fabio Governato）说：“之前许多研究工作仅简单地描述星系内恒星是如何形成，以及在什么地方形成，或者忽视恒星的形成。我们进行的最新计算机模拟采用最先进的超级计算机，能够更好的描述星系中恒星是如何以及在哪里形成。” 这项模拟实验显示，当质量最大的恒星像超新星一样爆炸，爆炸产生的巨大宇宙风将席卷大量的气体远离中心区域而变成矮星系，并阻止了数百万颗恒星的形成。戈文纳托称，如此大质量的气体突然从星系中心移除，暗物质的重心牵引力被削弱，暗物质漂移离开星系中心区域。这就像是在太阳系中突然太阳消失，失去恒星的重心引力将使地球漂移至太空中。这项宇宙爆炸理论证实了科学家所疑惑的矮星系缺少的恒星数量，戈文纳托说：“寒冷暗物质理论令人惊讶地透露了真相，揭示了宇宙星系是何时何地形成，我们发现了一种更准确描述真实宇宙演变过程的理论，其精确性更高。”

形成

美国NASA的远紫外光谱探测器（FUSE）卫星发现银河系中的氘比预想要的要多。这个最新发现将从根本上改变恒星和星系形成理论。

美国科罗拉多大学天体物理学家Jeffrey Linsky说，FUSE收集的数据解释了为什么氘在银河系中分布得如此不均匀。氘明显的与星际尘埃结合在一起了，从容易探测的气体变成了不能被观测到的固体形式。

FUSE在解决长达35年的银河系氘分布之谜的同时，也对恒星和星系形成理论提出了新的问题。包括Linsky在内的一个国际研究小组将在8月20日的《The Astrophysical Journal》杂志上发表论文阐述他们对这个问题的研究。

氘是氢的一种同位素，它被认为在恒星形成过程中就都燃烧殆尽了。科学家们认为氘在宇宙中的存在形式是“纯净”的，它可以作为恒星和星系形成的示踪器。遥远的早期宇宙中的原始氘浓度大约是每百万个氢原子中含有27个氘原子。但是FUSE和NASA的哥白尼卫星发现银河系中还有额外的氘分布。

普林斯顿大学的Bruce Draine于2003年提出了一个模型认为，与氢相比，氘更容易与星际尘埃颗粒结合在一起。FUSE的观测结果强有力的支持这个理论。Linsky说：“我们利用FUSE观测发现在银河系中星际尘埃浓度大的地方，氘气的浓度就低。”在宇宙中相对稳定的区域，氘原子取代了星际尘埃中的氢原子。当某些区域受到超新星冲击波或周围热恒星剧烈活动的影响变得不稳定时，星际尘埃颗粒会蒸发，使氘原子变回到气体形式，FUSE观测到的就是这些气态氘。

科学家们以前猜想银河系中至少有三分之一的原始氘在恒星形成过程中被破坏了。但是FUSE最新的观测结果显示，氘丰度只比原始氘低15%。Linsky说：“造成这个结果的原因可能是转化成氦或其它较重元素的氘比较少，或者是降落到银河系的原始氘比预想的多。但是不管是哪个原因，我们现有的银河系化学形成模型都需要作重大的修改才能解释这个重要的新发现。”

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