宇宙还在制造新的星系吗?

下星系的上臂上方有一个尘土飞扬的结,这标志着第三个星系伴星。
【菜科解读】
两个被称为NGC 7733和NGC 7734的棒旋星系正在合并。
下星系的上臂上方有一个尘土飞扬的结,这标志着第三个星系伴星。
(图片来源:uux.cn欧洲航天局/哈勃和美国国家航空航天局,J.Dalcanton,暗能量调查/DOE/FNAL/NOIRLab/NSF/AURA;致谢:L.Shatz)
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Paul Sutter):我们认为星系是古老的。
我们自己的银河系形成于136亿年前,詹姆斯·韦伯太空望远镜使我们能够追溯到早期宇宙中的一些最早的星系。
但星系今天还在诞生吗?
这是一个有趣的问题,因为它让我们深入了解星系形成的混乱、复杂、美丽的过程。
让我们来看看可能性。
第一个答案:否
星系很容易识别。
它们是恒星、气体和暗物质的大型集合。
它们在很大程度上彼此不同;一个典型的星系大约有10万光年宽,而星系之间的典型距离大约是100万光年。
有时,星系会在星团内合并或聚集在一起,但除了少数例外,我们可以在很大程度上将一个星系与另一个星系分开。
它们就像农村的城镇:城镇之间的距离比城镇本身大,所以很容易被发现和定义。
有时,城镇会彼此相邻,有时,一个庞大的城市会吞噬它的邻居。
但总的来说,一个城镇只是一个城镇。
然而,定义星系的起点是另一回事。
星系在早期宇宙中是通过一个渐进的过程出现的,这个过程可以追溯到大爆炸的第一秒。
当时,密度高于平均水平的小口袋出现了,并在接下来的数亿年里稳步增长。
起初,只有暗物质才能涌入,因为常规物质正忙于与自身纠缠。
但一旦暗物质的口袋变得足够大,它们就会吸引周围的常规物质。
随着规则物质的聚集,它被压缩、破碎,并为第一批恒星提供了光。
这些原星系继续消耗更多的气体,与邻居合并,并成长为我们今天看到的完全形成的星系。
所以,从很多意义上说,今天没有新的星系出现。
建造它们的过程——将它们播种为密度的微小差异或暗物质的初始聚集——已经结束,这一行为发生在古代宇宙中,而且再也没有发生过。
在当今的宇宙中,不再有原星系——不再有等待压缩和创造新星系的气体云。
说到星系,我们看到的就是我们得到的。
第二个答案:是
但这只是定义星系起源的一种方式。
我们还可以看看另一个关键步骤:第一批恒星的出现。
回到城市的类比,一个城市最初规划的时间——用边界标记和测量线定义的轮廓——和第一批人开始搬进来的时间是有区别的。
如果我们只关注恒星的形成,我们会发现这是一个持续的过程,甚至延续到现代宇宙。
近年来,天文学家对一种名为恒星质量函数的测量方法有了详细的了解。
这是一个基本的人口统计,描绘了每个星系中有多少恒星在发光,或者换句话说,在宇宙的不同时期,每个星系中恒星的质量是多少。
恒星只占星系质量的一小部分;其余的则是暗物质和随机气体团。
然而,恒星造就了星系,它们比任何其他星系成分都更容易观察。
随着对宇宙中星系进行采样的新调查,天文学家最近发现恒星质量函数正在全面上升。
这意味着,与数十亿年前相比,现在有更多的小星系、中星系和大星系。
新的小星系不是来自暗物质种子中的原星系的出现;它们已经是刚刚开始恒星形成的物质团块。
另一方面,较大的星系主要是由较小星系的持续合并所驱动的。
它不会永远持续下去
因此,至少在一个重要方面,随着新一轮恒星形成,新的星系继续出现在宇宙舞台上。
它们一直都在那里,在那里闲逛了数十亿年,但它们现在才显现出来。
这个过程是可行的,因为恒星形成的效率非常低。
星系内的大部分气体永远不会变成恒星,它可以在不消耗太多物质的情况下持续很长时间,而且星系从一开始就需要很长时间才能开始。
但遗憾的是,聚会不会永远持续下去。
问题是,不仅宇宙在膨胀,而且它的膨胀也在加速——这种效应被称为暗能量。
尽管天文学家仍然不知道是什么驱动了暗能量,但他们可以观察到它对宇宙其他部分的影响:它正在将一切都分散开来。
随着宇宙的老化,物质越来越难聚集在一起形成新的星系并推动恒星的持续形成。
事实上,恒星形成的高峰期已经过去了数十亿年。
虽然新的星系继续发光,但出现的速度正在放缓,每年出现的新星系越来越少。
宇宙未解三大谜团,持续引发学界及大众热议
起源谜团起源谜团可以分成宇宙起源谜团以及人类起源谜团。
①关于宇宙起源,如果翻看现在的科学百科,一起来源于爱因斯坦的相对论横空出世,宇宙学得到了前所未有的进展,标准宇宙的模型被提出,宇宙一切的诞生源于138亿年前的大爆炸。
现在有三个强有力的证据,第1个力证是宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸的余温,并且现如今已经被科学家准确探测到,所以是确定性证据,第2个则是氦元素的丰度,这是宇宙大爆炸早期,关于粒子怎么形成的一条论断,现在也被证实,第3个则是宇宙膨胀,这是指天文学家哈勃在观察银河系以及其中行星时,他发现这一切都在远离我们,并且距离越远,远离的速度则越快,证明宇宙正在膨胀。
②人类起源谜团这三个证据证明了宇宙始于大爆炸,而生命起源的证据本来还没有找到。
但目前最能让人接受的理论应该是海底热泉口,这发生在距今大约4亿年之前,海底热泉口的氢离子定向移动来为自身提供能量,根据RNA世界假说理论,早期生命依靠的是RNA当作遗传物质,但是关于生命以及人类是怎么演变至今,科学界主流依旧是达尔文进化论,同时结合现在所有的DNA手段,科学家们进一步还原了物种进化的古代。
至于人类本身的起源,现在绝大部分重要依托化石当作证据,以及分子物种学的加持,人类旨在进行更长远研究,目前已知最准确的理论是人类属于灵长类物种,距今6,700万年前就已出现,同时躲过了第5次生命大灭绝。
宇宙浩瀚谜团宇宙又为什么是如此庞大,根据哈勃所观察到的理论,在短时间内宇宙就膨胀到了自身的1030次方倍,在距今4亿年之前暗能量占据了宇宙的主导,同时由于相反的力,它又使得宇宙开始加速膨胀,那么现在宇宙究竟是多大?根据主流观点来看,宇宙是无限大的,并且它在一直长大,而人类现今可观测到的一部分则是极小的宇宙。
地球结构谜团人类对于太阳的了解,本来远远多于对地球内部的了解,毕竟人类对于太阳的观测有很多种,观测的方式也有很多,比如日冕,光波等等,但是对于地球的内部结构,人们用挖也无法确定。
之前写过一篇文章,美国在上世纪只挖到8000多米就放弃了,苏联则是挖到了13,000米,这个孔在学界叫做克拉超声钻孔,但现在如今最深的钻孔也比克拉钻孔多了几十米而已,可是就算是如此深度,和地球半径进行比较,只有1/500而已。
这距离地心还有6000多公里,所以挖的办法是根本行不通的。
但好在地质学方面科学家们利用地震波,通过它在遇到不同中的物质时的变化来猜测地底结构。
现在高中地理教科书上的地质结构,本来就是来源于科学家们利用地震波监测而进行推导。
总结人类在生活以及探索层面有许多未解谜团,但人类也确实已经知道了许多,倘若能够解开更多的未解谜团,地球人或许会发现对于自然和宇宙了解的更少,因此科学技术的提高刻不容缓。
研究人员发现在过去的470万年里几次海洋底部环流崩溃
Credit: Yao Huiqiang(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(cy Chinese Academy of Sciences):南极底层水(AABW)覆盖了全球海底的三分之二以上,菜叶说说,其形成最近已经减少。
然而,它的长期可变性还没有得到很好的理解。
由中国科学院地质与地球物理研究所邓教授带领的研究人员和他们的合作者重建了约470万年前的AABW历史。
他们发现,AABW已经坍塌了几次,这种坍塌可能导致了水分运输,从而加剧了北半球的冰川作用(NHG)。
这部作品于2月24日在科学进展出版。
这项研究的依据是位于海平面以下5 050米的东太平洋直径36毫米的铁锰结核。
结核由中国地质调查局广州海洋地质调查局采集。
磁扫描是提供精确年代测定结果的一个重要因素。
“这是一个关键,尽管最终的日期是通过整合10Be/9Be,金属Co的通量和天文调谐获得的,”同济大学的Yi Liang博士说,他是该研究的第一作者,也是IGG/CAS的博士后。
“由于AABW是海底区域氧气的主要提供者,我们使用了各种科学方法来确定铁锰结核中的金属积累与海洋氧化还原条件之间的关系,”邓教授说。
"镍、锰和铜的含量用来指示AABW的变化."来自东太平洋的AABW记录和主要的AABW、NADW和NHG事件。
Credit: Deng Chenglong’s group这些结果表明,自约3.4百万年以来,东太平洋海水含氧量呈线性增加。
这一趋势与南极冰盖(AIS)的观测结果一致,表明它们之间存在协变。
将AABW记录与过去100万年的其他地质记录进行比较,研究人员发现海洋底部环流的冰川增强。
这一观察表明,当地球气候寒冷时,例如在过去的冰川时期,大气中的CO2可能已经定期储存在深海中。
这些对比清楚地突出了七个海水含氧量低的区间,表明AABW的影响被降低到了一个更低的水平。
这些时期被称为AABW崩溃,并伴随着北大西洋深水(NADW)的增强以及NHG历史的关键阶段,如NHG变得强化或放大。
研究了铁锰结核及其年龄模型。
Credit: Deng Chenglong’s group虽然我们不知道将会发生什么来应对持续的人工智能融化和AABW减速,但AABW崩溃可能在过去几次将地球拖入更恶劣的冰川气候。