為什麼銀河系中的恆星都會繞著銀河系中心公轉?
科技
02-21
簡單來說,因為銀河系中所有天體的引力作用存在一個引力中心,它是整個銀河系的共同質心,銀河系中的恆星就會繞著這個中心旋轉,而這個中心正是我們所說的銀河系中心。
關於銀河系中恆星的運動方式,可以參考地球環繞太陽旋轉的情況。從嚴格意義上來說,地球其實不是環繞太陽旋轉,而是地球和太陽都是繞著地球和太陽的引力中心或者說共同質心旋轉。但通過計算可知,由於太陽的質量遠高於地球(前者是後者的33萬倍),使得日地的共同質心在太陽內部,所以地球看似在繞著太陽旋轉,如下圖所示:
另一方面,木星的質量可達太陽的千分之一,使得日木的共同質心在太陽外部。如果只考慮太陽和木星二元系統,太陽也會以一個半徑很小的軌道繞著該質心旋轉,如下圖所示:
同樣地,銀河系也會遵循相同的規律。銀河系中的每顆恆星以及其他物質(主要是暗物質)都會貢獻一部分的引力,銀河系才能保持一個整體。由於銀河系中所有天體的引力中心處在銀心,所以包括恆星在內的所有天體都會直接或者間接地繞著銀心公轉。太陽距離銀心大約2.6萬光年,繞行銀心一圈的時間約為2.2億年。
需要注意的是,雖然銀心中存在一個質量不小的超大質量黑洞——人馬座A*,但它並不是恆星繞銀心旋轉的原因。因為與整個銀河系的質量相比,人馬座A*的質量很小,前者的質量為太陽的1萬億倍,而後者的質量為太陽的430萬倍。人馬座A*的質量只佔銀河系總質量的0.00043%,所以這個黑洞的引力主宰範圍十分有限,不足以影響到整個銀河系中的恆星運動,只有那些十分靠近該黑洞的恆星才會直接受到它的引力束縛。
※為什麼《流浪地球》不讓地球再靠近木星5000公里來引爆木星?
※銀河系在環繞什麼公轉?
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