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星系为何扁平如盘?角动量守恒揭秘宇宙旋转之舞

   时间:2025-12-21 15:07:15 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在浩瀚的宇宙中,星系以其独特的形态吸引着天文学家的目光。不同于人们直观想象的完美球形,大多数星系呈现出扁平的盘状结构,这一现象背后隐藏着深刻的物理规律。

科学家通过长期研究发现,星系的扁平形态与角动量守恒定律密切相关。当星系形成初期,大量气体和尘埃在引力作用下逐渐聚集,原始物质云在旋转过程中会自然产生角动量。这种旋转运动使得物质分布逐渐偏离球形对称,开始向垂直于旋转轴的平面集中。

具体而言,每个天体在围绕星系中心运动时,虽然其个体轨道可能因引力扰动或碰撞发生改变,但整个星系系统的总角动量始终保持不变。这种守恒特性导致天体在垂直于旋转轴方向上的运动分量相互抵消,而平行于旋转轴的切向运动则持续累积,最终形成扁平的盘状结构。

这种动态平衡过程类似于芭蕾舞者旋转时收紧手臂的物理现象——当质量分布更靠近旋转轴时,旋转速度会加快以维持角动量守恒。在星系尺度上,这种效应经过数十亿年的演化,最终塑造出我们观测到的螺旋星系或椭圆星系特有的扁平形态。

 
 
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