就在前不久,美國航空航天局宣布測得銀河系的總質(zhì)量約為1.5萬億個太陽,這真是一個天文數(shù)字。
我們又知道星系的運行和星系的中心黑洞關系很大,然而銀河系中心黑洞的質(zhì)量只有太陽的431萬倍,其距離銀河系總質(zhì)量相去甚遠,那么這么小的銀河系中心黑洞是如何統(tǒng)治這個龐大的星系?束縛住如此眾多的恒星的呢?
銀河系是一個棒旋星系,其直徑可達16萬光年,其中有數(shù)千億顆恒星,單獨依靠銀河系中心黑洞是不可能束縛住住如此眾多的恒星的,一般認為銀河系中心黑洞外延伸的引力影響不會超過100光年,然而銀河系的直徑卻在16萬光年左右,很顯然銀河系的存在與運行是不能只靠銀河系中心的引力的。
我們都知道恒星也有引力,比如說我們太陽系的運行主要就依靠太陽的引力,八大行星以及其他的矮行星、小行星、彗星等都在太陽引力的影響下圍繞太陽運行,所以恒星的引力影響也是很大的,雖然它們無法和銀河系中心黑洞相提并論,但是恒星在各自的空間中也發(fā)揮了其引力作用,可以對附近的恒星等天體產(chǎn)生引力影響。
在銀河系的中心位置,恒星的密集度要超過我們太陽系附近空間的許多倍,銀心位置存在著大量的恒星,它們以銀河系中心黑洞為中心向外鋪展,這些恒星所形成的總質(zhì)量也產(chǎn)生了強大的引力,可以吸引外圍的恒星,而外圍的恒星和行星位置的恒星產(chǎn)生的質(zhì)量又可以吸引更外圍的恒星,如此類推,就可以將整個銀河系的恒星束縛在一起。
然而如果只靠恒星引力的話也是不行的,因為它們終將會在引力的吸引下完全合并到一起,不過銀河系也是在旋轉(zhuǎn)的,這就使得這些恒星有了一個向外的離心力,這些離心力可以消除恒星間的一些引力作用。
但是,依靠旋轉(zhuǎn)之下的離心力也不能使銀河系的恒星如此平穩(wěn)平衡的運行。天文學家們研究發(fā)現(xiàn),其實在銀河系中還有一種看不見的物質(zhì)在起著相當重大的作用。這種物質(zhì)就是暗物質(zhì)。
宇宙中暗物質(zhì)的含量非常高,它占到了宇宙中物質(zhì)總量的85%左右,可見物質(zhì)大約占到宇宙物質(zhì)質(zhì)量的15%,暗物質(zhì)是可見物質(zhì)總量的5倍多,這種物質(zhì)雖然至今不可見,卻在星系的運行中起著重要的凝聚和平衡作用。
在我們銀河系中,暗物質(zhì)的含量也非常高,也正是也在銀河系中起到了一種維護平衡的作用,使得銀河系中的恒星不至于因為引力而壓縮到一起,也不會因為星系的旋轉(zhuǎn)作用,而使得恒星四散飛開。
所以,銀河系如此平衡穩(wěn)定的運行,并非是銀河系中心黑洞的引力束縛造成的,而是和銀河系恒星間的引力、銀河系的運行狀況和旋轉(zhuǎn)速度、銀河系中的暗物質(zhì)作用這三個條件有關。