宇宙中的星系几乎都是同一个时间段诞生的，为何椭圆星系几十亿年不产生新恒星?
2024-11-19 阅读 11
更新于 2024年11月21日
恒星质量越大，其内部的核反应越剧烈，结果是恒星寿命越短。
椭圆星系中，古老恒星居多，亦即小质量恒星居多。
所以，本问题就转化为，为什么椭圆星系中大质量恒星那么少？
这就需要我们追朔到恒星形成之初：
恒星形成需要气体物质逐渐聚集，这个聚集又需要某些导致质量不均的扰动引发。
设想：一个气团，如果被频繁地扰动，会生成多个聚集中心；如果被偶尔扰动，则只能生成少量聚集中心。这就好比过饱和溶液中的结晶过程：如果频繁搅拌，我们会得到粉末晶体沉淀；如果静置等待，则会析出较大的晶块。
我们通常的直觉是，椭圆星系是相对静态的，没多少变化；而涡旋星系是动态的，有大尺度的旋转。但事实上，从局部细节来看，椭圆星系中更接近无序的热运动，各个恒星从各个方向穿插通过同一区域；而涡旋星系的局部，各个悬臂的恒星都沿着相同的方向绕中心运行，即其中的气团周围各个恒星的相对穿插非常少，大多与该气团维持相近的运动方向和速度，所以局部反而相对静态。
于是，涡旋星系有条件生成更大的恒星，短寿的巨大恒星不断喷发，又有条件不断生成年轻的恒星。
宇宙中的星系确实在大爆炸后不久开始形成，但不同类型的星系在演化过程中表现出显著的差异。特别是椭圆星系和漩涡星系在恒星形成活动上的区别，主要归因于它们的初始条件、环境和演化历史。
星系的形成和初期演化根据大爆炸理论，宇宙在约138亿年前从一个极其炽热和密集的状态开始膨胀。在宇宙早期，暗物质晕通过引力作用聚集了大量的气体（主要是氢和氦），形成了原初星系团。这些原初星系团随后演化成不同类型的星系，包括椭圆星系和漩涡星系。
