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大爆炸以後,星系是怎麼形成的?

宇宙中最大的結構在巨大的引力磁軛中綁定數十億甚至數萬億顆恆星。宇宙塵埃和巨大的氣體雲,以及行星和其他可能環繞恆星運行的物質充滿星系。

星系開始於140億年前,有一個極熱且密集和微小的點。根據大爆炸理論,這個奇點是宇宙的全部。然後它在這個過程中爆炸,冷卻和膨脹。想像一下,捲成一團的紙張展開成一張巨大的圖紙,你可以對發生的事情有一個非常粗略的模型。

在大爆炸之後,原始宇宙僅由輻射和亞原子粒子組成。它是如何演變成擁有超過1000億個星系的?科學家有兩種理論,兩者都取決於在早期星系中坍縮氣體的引力效應。

首先,有自下而上的理論,其中氣體坍塌並壓縮成一百萬個太陽的大小,這些團塊然後合併建立星系。自上而下的理論,這個學派認為,所產生的團塊各自是多個星系的大小,而這些星系又分裂成單獨的星系。後者的理論可以解釋為什麼星系發生在集群。

無論哪種方式,自下而上或自上而下,所得到的團塊然後塌陷成由暗物質和氫氣組成的原星系。氫氣然後落在原星系的中心,暗物質仍然圍繞著它的外暈。

天文學家認識到兩種主要的星系類型:橢圓形和螺旋形。根據一個理論,這些形狀的差異是由於恆星形成的。當氣體雲混合和碰撞時,恆星在原始星系內發展。如果恆星中的原星系中同時形成,那麼成熟的星系基本上保持原恆星的球形,並且變成橢圓星系。

當原星系內部的恆星在不同的時間間隔出現時,就會出現螺旋星系。發展中的恆星之間的氣體繼續崩潰,以及由此產生的引力差異撕打原星系的恆星、氣體和塵埃。這個運動迫使一切進入旋轉盤,並且在螺旋臂中產生附加的引力差異。

當星系漂移得彼此太近或碰撞時,可能發生額外的變化。天文學家認為兩個星系的合併總是導致一個橢圓星系。因此,銀河系可能從未與另一個星系合併,而在星系團中心發現的大質量橢圓星系可能是可能是多個星系混搭的結果。

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