人类曾经认为地球是宇宙的中心,日月星辰都在围绕着地球转动,后来人类才渐渐意识到,地球只不过是太阳的一颗行星,它一直在围绕着太阳公转,而现在的我们都知道,其实太阳也只是银河系中的一颗普通的恒星,它和数以千亿计的恒星一起,一直围绕着银河系中心公转。
通常来讲,我们都会认为太阳围绕银河系中心的公转运动应该是平稳的,就像地球围绕太阳的公转运动一样,然而实际情况却并非如此,因为天文学家发现,太阳正在银河系里上下翻飞,并没有平稳地公转。
可能有人会问了,人类连太阳系都飞不出去,又怎么会知道太阳在银河系中的运动状态呢?其实这可以通过多种方法来实现。
比如说我们可以利用位于银河系中心的超大质量黑洞——“人马座A*”(Sagittarius A*)。这个黑洞其实也是一个很强的射电源,可以被精确地定位,通过测量太阳相对于“人马座A*”的角速度和距离,就可以计算出太阳绕着银河系中心的速度,以及太阳所在的平面与银盘平面的倾角。
又比如说我们可以利用恒星视差和恒星运动。所谓恒星视差,是指由于地球绕着太阳转,导致我们看到的恒星位置发生微小的变化,通过测量这种变化,就可以知道恒星在空间中的具体位置和距离。。
而恒星运动,则是指恒星自身在空间相对于我们的运动,导致我们看到的恒星位置随时间发生变化,在知道了大量恒星的位置和距离之后,再通过测量这种变化,就可以推断出太阳在银河系中的运动状态。
除此之外,我们还可以利用银河系内部的气体和尘埃。要知道银河系内部有大量的气体和尘埃,它们会发射或吸收特定波长的电磁波,从而形成光谱线。通过测量这些光谱线的强度,就可以计算出特定位置的气体和尘埃相对于我们的距离,而通过对比不同方向的气体和尘埃的光谱线可能存在的多普勒效应,就可以推断出太阳在银河系中的运动状态。
其他的方法还有很多,这里就不一一列举了。总而言之,在综合多种测量方法给出的结果之后,天文学家发现,太阳并没有平稳地围绕着银河系中心公转,它其实还有一个垂直于银道面的运动分量,也就是说,太阳正在银河系里有规律地上下翻飞,平均每3200万年,就会在银道面上穿过一次,上下总幅度大约是250光年。
(注:银道面是指银河系主要的质量所形成的盘状平面)
天文学家认为,出现这样的情况,应该是银河系引力场的不均匀所导致的。简单来说就是,银河系的质量并不是均匀分布的,而是有一定的密度波动,这种密度波动就会导致银河系的引力场也有一定的变化,当太阳绕着银心转时,它会经过不同的密度区域,并受到大小和方向都有所不同的引力作用,进而具备了一个垂直于银道面的速度分量,在这种情况下,太阳的公转轨道就在银道面上呈现出一种上下震荡的波浪模式。
那么,太阳在银河系中的这运动状态,会不会对地球上包括我们人类在内的众多生命造成什么影响呢?
有一种观点认为,当太阳在穿过物质相对密集的银道面时,受到更多的引力干扰,这可能会造成那些运行在太阳系中的小天体(如小行星、彗星等)偏离原本的轨道,进而使地球遭到小天体撞击的风险大幅提高,而这可能就是过去的地球上发生物种灭绝事件的重要原因之一。
需要指出的是,这种观点目前只是一个尚未证实的猜测,另一方面来讲,根据天文学家的测算,太阳上一次穿过银道面的时间点,大概是300万年前,而正如前文所言,太阳在银河系里中上下翻飞的周期约为3200万年,据此可以计算出,太阳下一次穿过银道面,大约是在2900万年之后了。也就是说,就算这种观点是正确的,人类在未来也有充足的时间来应对,所以我们不必为此感到担心。
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