宇宙探索系列：素材庫【自取】 銀河系有多大？-【非中文-視頻素材】

銀河系約含有四百億顆恆星 其中一顆便是我們的太陽 若將其他類似太陽的天體也計算在內 總數則達到 距離銀河系有一兆光年 正不斷遠離中 無數微小的光點全是星系 宇宙中充滿了數不盡的它們 科學家持續利用哈勃太空望遠鏡與詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測這些星系 那麼 那個著名的星系究竟位於宇宙的哪一個位置呢 這次在探訪知名星系的過程中 讓我們真正體會到宇宙的浩瀚無垠 讓我們展開一段長途旅程 夜幕低垂 無數星辰在 天空中閃耀——幾乎所有這些天體都位於銀河系內 在這之中 有一個天體看起來模糊且如雲霧般 與其他天體不同 這個天體位於銀河系之外 我們現在就出發吧——穿越銀河後 我們將距離地球約十五萬六千光年 大麥哲倫星雲是一個直徑約三萬二千光年的小型星系 相比之下 銀河系的直徑為十萬光年 約有二千億顆恆星 既然我們已經來到大麥哲倫星系 不如就來參觀一下這個星系中一些著名的天體吧 蜘蛛星雲是一片橫跨八百光年直徑的龐大雲氣 位於大麥哲倫星系中心稍偏的位置 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡正以涵蓋約340光年的成像範圍拍攝這片星雲 由於北海道與本州之間的氣體區域極度壓縮 物質密度高 因而形成了大量恆星 恆星大量誕生的區域稱為星暴區域 而這些區域形成的恆星往往特別巨大 實際上 蜘蛛星雲內包含大量質量超過太陽150倍的恆星 而影像中心區域則由紅巨星和超巨星組成 這些都是年輕恆星 年齡均不超過一百萬至兩百萬年 此區域為R136 它是其中一個開放星團 內部擁有一顆特別明亮的恆星 這顆天體R136a1是人類迄今觀測到質量最大的恆星 其質量為太陽的200倍 它的體積約為太陽的四十倍 由於核心處極高的壓力 核融合反應極為劇烈 釋放出巨大能量 表面溫度高達四萬六千度 亮度是太陽的四百七十萬倍 令人驚嘆之處在於 R136A1在短短四秒內釋放的能量 竟等同於太陽一年所產生的總能量 1987年 蜘蛛星雲內發生了一起事件——這天體變成了超新星1987A 正如其名所示 這顆天體曾發生超新星爆炸 其質量約為太陽的二十倍 在瞬間爆發的一刻 它釋放的能量等同於太陽持續輻射45億年所產生的總能量——NASA正以法醫般的精確度觀察此一事件 你可以觀察到爆炸所形成的環狀結構隨時間的變化 同時爆炸也產生了中微子 這些中微子已被神岡觀測所成功探測到 事實上 當超新星爆炸發生時 會同時產生大量光子與中微子 而中微子會比光先抵達地球 中微子抵達地球的速度比光還快 是因為光在穿越恆星內部各種物質時會產生交互作用 而中微子則能直接穿過所有物質 利用此功能 全球現已運作一個系統 能在超新星爆炸前探測中微子 並自動引導世界各地的望遠鏡對準來源 我們即將能夠觀測超新星爆炸的瞬間 因為距離地球僅16萬光年的三角座星系異常接近 使我們得以對該星系進行詳細繪製 這裡所製作的是地圖 約有六十至七百個球狀星團 以及數萬個疏散星團已被觀測到 若你想隨意享受銀河之旅 大間座連的運氣或許在附近最為理想 另一個較小的變體則稱為小間座連 一個位於距離地球二十萬光年處、結構不規則且無明確形態的小型星系 儘管關於這兩座星系——一大一小——的理論眾多 它們皆為繞銀河系運行的衛星星系 而銀河系大約擁有50個這樣的衛星星系 室女座超星系團中距離最遙遠的星系之一是獅子座臂 距離地球約八千二百万光年 它距離極遠 又小又暗 觀測極為困難 儘管這張照片確實拍攝到了獅子座臂 但最明亮可見的仍是一處位於銀河系內部的結構 獅子座小獅座區域在天空中呈現為一片暗斑 通常被雷古魯斯散射的光芒遮蔽 難以觀測 星系通常會旋轉 但獅子座臂卻不會——它類似於一個球狀星團 其中恆星聚集在一起 然而獅子座星流的質量遠超銀河系核心處擁有超大質量黑洞的球狀星團 一個與銀河系中心類似的超大質量黑洞已被發現 進一步觀測顯示 它可能蘊含大量暗物質 在地球夜空中 肉眼即可觀測到的微弱仙女座星系 也是天文學上的一大亮點 它距離地球達二百五十萬光年 大小超過銀河系兩倍 僅M110星系本身便包含超過一兆顆恆星 一個巨大的星系與仙女座星系交錯 其結構密集地聚集於球形 而非一般星系常見的橢圓形態 Y 是一個小型橢圓星系 儘管星系的命名有時會令人困惑 但它並非像銀河系般的螺旋星系 星系中恆星呈球狀或橢球狀分佈的稱為橢圓星系 靠近仙女座星系的一個明亮星系也是如此 三角星系在黑暗的天空下 肉眼亦可見 迄今所探訪的所有星系皆透過引力與銀河系相連 銀河系居於中心 周圍環繞著大麥哲倫星雲與小麥哲倫星雲 仙女星系及其他星系正在交會 而仙女座星系也正與較小的星系合併 銀河系與仙女座星系因彼此間的引力作用而逐漸靠近 這些由引力束縛在一起的星系群體稱為星系團或星系群 我們位於一個稱為微小星艦艦隊的區域 小型星系艦隊的直徑達一千萬光年 以光速僅需一千萬年即可穿越 非常適合休閒旅行 那麼 除了那支微小的星系艦隊之外 其他星系團又在哪裡呢 在繼續之前 讓我們先在一個奇特的星系稍作停留 銀河系內的星系雖由引力維繫 但部分星系卻獨立於銀河艦隊之外運行 一個從中心噴射出類似噴流霧氣的神秘星系——半人馬座A 已被觀測到 距離地球約一千三百万光年 這是一張真實的照片 從星系中心延伸而出的噴流清晰可見 藍色區域代表以專用相機捕捉的X射線 橙色區域則顯示亞毫米波段的訊號 發射無線電波的星系稱為無線電星系 半人馬座A是距離地球最近的無線電星系之一 研究人員正將注意力集中在銀河中心存在一個黑洞這一事實上 它的質量超過銀河系中心超大質量黑洞的十倍以上 相當於5500萬個太陽質量 實屬極其龐大 半人馬座A正與一個較小的星系碰撞 並正處於大量恆星形成的过程中 距離地球約一千三百萬光年處 是羅盤座星系 與半人馬座A星系一樣 它是一個活躍星系 但指南星系的活躍程度更為劇烈 這些星系被稱為塞弗特星系 其特徵類似於僅在宇宙早期存在的極度活躍的類星體 類星體與塞弗特星系因其極度活躍的核心 持續釋放出巨量物質與能量 逐漸轉化為一片寧靜的星系 我們為這獨特星系群的獨特漫步 畫下句點 接下來 讓我們轉向鄰近的星系群——M81星系群 距離本星系群（包含銀河系）最近的星系群之一 其中最明亮的天體是M81 距離地球約一千二百萬光年 哈伯正在拍攝M81的影像 在熾熱的M 81耀眼核心稍遠之處 便是擁有壯麗雄偉臂狀結構的M 82 亦稱為哈馬基星系 從星系中心湧出的外流現象即為星系風 這些粒子是來自新形成的巨大石頭與黑洞的高速噴射物 M82 正在猛烈爆發 它正引發強烈的恆星形成 產量超過一般星系的十倍以上 具有此特性的星系稱為星暴星系 NGC 2976 是一個無棒旋渦星系 與那些呈現清晰優雅外觀的星 系不同 這個星系看起來模糊不清 其外圍區域的恆星形成幾乎已經停止 恆星被認為僅在星系中心附近形成 因此M81星系群位於一個鄰近的區域 與包含銀河系的本星系群截然不同 星系團——既然我們已經來到這裡 就開始我們著名的天體快閃巡禮吧 再遠一點處是包含漩渦星系M51的M51星系團 巨大的星系M63 又稱向日葵星系 距離地球2300萬光年 與一個較小的星系存在引力關聯 一個神秘而美麗的星系 展現出如哈伯照片中所見的強烈深度感 屬於M101星系群的一部分 而在M101旋渦星系中 由於外側旋臂與中心之間的距離較遠 其臂狀結構確實如其名稱所示 彷彿展開如風車般向四周散開 螺旋星系之所以得名 是因為它看起來像一頂傳統的墨西哥草帽——索姆布拉帽 一顆罕見的星系同時具備橢圓星系與盤狀星系的特徵 從地球以紅外線觀測時 由於幾乎呈邊緣朝向 盤狀結構與橢圓形狀皆清晰可見 我完全明白——讓我們遠離草帽星系吧 我右手邊展現出一片廣闊無垠的星系聚集景象 其規模遠遠超過我們剛才所見的星系團 它的真正性質是一個星系團——與僅包含數十個星系的集團不同 它包含數百至數萬個星系 星系團是星系之間由引力束縛而成的最大結構 其中最著名的便是室女座星系團 距離地球5500萬光年 這是包含約1300至2000個星系的最近星系團 這個星系團遠比任何最小的星系群都要巨大 而室女座星系團的中心 則是所有星系團中最大星系所在之處 室女座星系團中心的M87星系由約四百億顆恆星組成 球狀星團約有150個 而M87的組成則包含數兆顆恆星 超過一萬個球狀星團 即質量龐大的球形星群 並非盤狀結構 我們正深入星體中心 那裡的密度正迅速增加 中心處存在一個質量相當於65個太陽的超大質量黑洞 它的質量相當於銀河系中心一千六百個黑洞 圍繞星系M87的這群眾多星系被稱為室女座星系團 我們正逐漸遠離室女座星系團 以及周圍的星系群 還有我們所稱的家園 稱為室女座超星系團的星系集合包含一群極其微小的星系 其直徑達二億光年 眾多星系聚集在一起 而銀河系位於室女座超星系團的邊緣 銀河系看起來極其渺小 超星系團由星系群組成 但這些星系並未因引力而相互綁定 早期宇宙僅由氣態物質組成的狀態 直接體現在最終凝聚成星系的原始物質團塊中 終於 時刻來臨 觸碰那浩瀚無垠的宇宙——九尺星群、印度星群超星系團 福爾納克星系團與室女座星系團是南天超星系團中的主要星系團 網狀星團與波江座星團是長蛇-半人馬超星系團內的主要星團 拉尼亞凱亞超星系團是一個橫跨五億光年直徑的龐大結構 涵蓋了這四個星系團以及共三百個星系團 拉尼亞凱亞超星系團正朝某一特定方向移動 其中心指向巨引源 重力影響範圍超越大熊座星群 延伸至半人馬座超星系團的範圍——讓我們再次審視這幅宏大的宇宙圖景 中心是銀河系 呈扇形展開 上下兩部分看起來完全沒有星系 事實上 此區域包含大量星系 看似空無一物僅因觀測能力受限所致 仰望銀河系 它在無螺旋星系可見的方向上呈垂直延伸 這個方向被銀河系密集的盤面所阻擋 強烈的光線與高物質密度遮蔽了視線 導致觀測成為不可能 事實上 無數星系向四面八方廣泛分布 而我們所觀測到的星系團則呈扇形展開 此處展示的所有星系均為人類實際觀測到的星系 其位置與距離均已完整重現 現在呈現宇宙中所有預期存在的星系 包含我們無法觀測的區域——「無限」一詞彷彿正是宇宙本身的映照 每天活在這浩瀚無垠的宇宙之中 那些激勵我們的言語 真的彷彿映照出我們確實擁有無限的可能