以太陽系為例,太陽系的質心太陽占了整個太陽系總質量的99.86%以上,剩下0.14%的物質形成行星圍繞太陽公轉,這絕對沒有毛病,因為太陽是太陽系中具有絕對控股權的超級超級大股東,所以一幫小弟乖乖跟著太陽沒日沒夜的在銀河系中趕路!
銀河系的總質量約為太陽的5000-10000億倍,但銀心黑洞只有太陽的400萬倍,只有整個銀河系的1%%%-0.04%%,這和絕對控股的太陽比較反差實在是太大了,那么一個盡管質量巨大但比例微不足道的銀心黑洞是如何HOLD住有著數(shù)千億顆恒星的銀河系的?也許有如下幾個方面
一、銀心黑洞的超大質量;
二、不要忽視核球的質量效應;
三、看不見的暗物質骨架作用;
我們來一一解釋這些關鍵因素:
首先是銀心黑洞本身的巨大質量效應
銀心質量高達太陽的400萬倍,因此它可以在很遠的距離內捕獲恒星,將一大幫小弟約束在自己的周圍!
上圖是直接圍繞銀心黑洞公轉數(shù)十顆核球中心的恒星群,從公轉周期十幾年到數(shù)十年上百年不等!
在上圖的時間跨度里,至少有兩顆恒星已經(jīng)完成了公轉一周的任務,當然這只是極度接近黑洞的中心死亡區(qū)域公轉的恒星,您不要指望這些恒星周圍有行星能誕生生命,即使有行星會很容易被黑洞捕獲,更會被銀心黑洞的超強X射線時刻死亡掃描!
其次是助力銀心黑洞引力的核球請不要忘記
在銀河系中心有一個恒星高度密集的星系核(恒星間距約1萬天文單位,太陽附近最近的恒星距離27萬天文單位),整個核球長4-5千秒差距,厚約4千秒差距(一秒差距約為3.26光年),其占了整個銀河系約5%的質量!
上圖是由歐空局蓋婭衛(wèi)星測量了銀河系數(shù)十億顆恒星后建立的銀河系3D模型,各位可以清晰的看到銀心核球的形狀與恒星大致分布!但由于銀盤面塵埃帶遮擋,還有很多恒星是無法看到的!因此銀河系各個懸臂上的恒星圍繞銀心公轉時受到的引力不僅是來自銀心黑洞,還有銀心核球以及恒星軌道靠近銀心方向的恒星質量疊加效應!
最后請不要遺漏了暗物質的骨架作用
據(jù)天文學家測算,即使以銀心黑洞以及核球與其他恒星的質量疊加效應,仍然不足以HOLD住星系邊緣飛奔的恒星,因為根據(jù)這些顯物質的質量計算,這些恒星早已超過了銀河系的逃逸速度!
盡管暗物質正式概念在上世紀八十年代才通過觀測背景星系團時的引力透鏡效應,以及星系和星團中熾熱氣體的溫度分布,另外也有宇宙微波背景輻射的各向異性佐證后才被正式確立,但天文學家卡普坦早在二十年代時就通過觀測星系的系統(tǒng)運動間接推算出可能存在我們看不見的物質!因此天文學家有相當?shù)睦碛烧J為在星系中肯定有我們看不見的“暗物質”在起著骨架作用,避免星系在高速公轉過程中分崩離析!當然關于暗物質的歷程我們按下不表,各位了解暗物質在銀河系的天體公轉中起著相當關鍵的作用即可!
來自澳大利亞的科學家推算出銀河系中暗物質的總質量高達8000億倍,這幾乎相當于另一個銀河系的質量!以此質量計算,假如要從銀河系中逃逸,那么速度不是早先計算的每秒240KM+120KM,而是高達每秒550KM以上!無論是前者還是后者,我們都無法達到,所以還是埋頭發(fā)展宇航技術吧!
所以單獨依靠銀心Sgr A*是HOLD不住整個銀河系的,它有一幫小弟的協(xié)助,還有個看不見的影子幫手,依靠它們的不遺余力撕裂了大犬座矮星系,讓它成了銀河系的腰帶還繞了三圈,也捕獲人馬座的矮橢球星系,撕扯到只剩下一個星系核,星系其余部分也成了銀河系的第二根腰帶!甚至遠在16和19萬光年以外的大小麥哲倫星系也未能置身事外,未來的大小麥哲倫星系就將成為銀河系的一部分!