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这个“郊区环境”
,深刻塑造了银河系的恒星形成、卫星星系和运动状态。
1恒星形成率低:空洞的“低密度诅咒”
银河系的恒星形成率约为15倍太阳质量年,远低于宇宙平均水平(约10倍太阳质量年)。
原因很简单:本地空洞的气体密度太低——空洞内的气体密度约为10??原子立方厘米,远低于恒星形成的“阈值”
(约10?2原子立方厘米)。
气体要形成恒星,需要先“聚集”
成足够密的核心。
但在空洞里,气体的“自由程”
(分子在两次碰撞间移动的距离)长达1000光年——气体分子很难相遇,更别说形成恒星核心了。
银河系的恒星形成,主要依赖从纤维结构流入的气体——这些气体“浓缩”
了空洞的稀薄气体,才能形成新的恒星。
2卫星星系的“起源”
:空洞里的“流浪者”
银河系有59颗已知的卫星星系(比如大、小麦哲伦云,大犬座矮星系),它们的起源与本地空洞密切相关。
根据星系形成模拟,这些卫星星系原本是本地空洞内的矮星系群(质量约为1x10?倍太阳质量),在宇宙演化过程中,被银河系的引力“捕获”
,成为银河系的“卫星”
。
比如,大麦哲伦云(lc)的质量约为1x101?倍太阳质量,它的金属丰度(重元素比例)与本地空洞的矮星系一致——这说明它原本是空洞内的“原住民”
,后来被银河系“抢”
了过来。
,!
3运动状态:被空洞“拉”
与被纤维“推”
银河系的运动是两种引力博弈的结果:空洞的引力:本地空洞的暗物质晕对银河系有“拉扯”
作用,减缓了银河系向室女座超星系团的运动。
根据计算,空洞的引力让银河系的速度降低了约50公里秒。
纤维的引力:室女座纤维的引力更强,把银河系“推”
向室女座超星系团。
最终,银河系的运动速度是200公里秒——向纤维方向前进,逐渐脱离本地空洞。
这种“拉扯与推送”
的平衡,让银河系在1亿年内会完全脱离本地空洞,进入室女座超星系团的纤维结构。
但本地空洞不会消失——它会继续存在,只是内部的星系会更少,边界会更清晰。
四、本地空洞的“成长史”
:从1亿光年到2亿光年的“宇宙膨胀”
本地空洞不是“天生就这么大”
,它的成长是宇宙膨胀与引力合并的结果。
根据宇宙学模拟(比如ilstristng),本地空洞的演化可以分为三个阶段:1初始阶段(宇宙大爆炸后10亿年):小空洞的诞生本地空洞形成于宇宙大爆炸后约10亿年,初始直径约1亿光年,质量约为1x101?倍太阳质量。
它的形成是因为初始密度涨落——这个区域的物质密度比周围低10??,引力无法快速坍缩,导致区域膨胀成空洞。
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