银河系 Milky Way galaxy 或 The Milky Way system
银河系是
地球和
太阳所属的
星系。因其主体部分投影在
天球上的亮带被我国称为
银河而得名。银河系约有2000多亿个
恒星。银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘,整个圆盘的直径约为10万光年,太阳位于据银河中心2.3万光年处。鼓起处为银心是恒心密集区,故望去白茫茫的一片。银河系俯视像一个巨大的漩涡这个漩涡有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂(猎户座臂),逆时针旋转(太阳绕银心旋转一周需要2.5亿年)。
银河系呈
旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条
旋臂都是恒星密集的地方。从远处看,银河系像一个
体育锻炼用的大铁饼,大铁饼的
直径有10万
光年,相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约12000光年。太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上,距离银河系中心约2.3万光年。
银河系的发现经历了漫长的过程。
望远镜发明后,
伽利略首先用望远镜观测银河,发现银河由恒星组成。而后,T.赖特、I.
康德、J.H.
朗伯等认为,银河和全部恒星可能集合成一个巨大的恒星系统。18世纪后期,F.W.
赫歇尔用自制的反射望远镜开始恒星计数的观测,以确定恒星系统的结构和大小,他断言恒星系统呈扁盘状,太阳离盘中心不远。他去世后,其子J.F.赫歇尔继承父业,继续进行深入研究,把恒星计数的工作扩展到南天。20世纪初,天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。J.C.
卡普坦应用统计视差的方法测定恒星的平均距离,结合恒星计数,得出了一个银河系模型。在这个模型里,太阳居中,银河系呈圆盘状,直径8千秒差距,厚2千秒差距。H.
沙普利应用
造父变星的
周光关系,测定球状星团的距离,从球状星团的分布来研究银河系的结构和大小。他提出的模型是:银河系是一个透镜状的恒星系统,太阳不在中心。沙普利得出,银河系直径80千秒差距,太阳离银心20千秒差距。这些数值太大,因为沙普利在计算距离时未计入星际消光。20世纪20年代,银河系自转被发现以后,沙普利的银河系模型得到公认。
银河系是一个巨型旋涡星系,Sb型,共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。银河系整体作较差自转,太阳处自转速度约220千米/秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年。银河系的目视绝对星等为-20.5等,银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍,大致10倍于银河系全部恒星质量的总和。这是我们银河系中存在范围远远超出明亮恒星盘的
暗物质的强有力证据。关于银河系的年龄,目前占主流的观点认为,银河系在
宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了,用这种方法计算出,我们银河系的年龄大概 在145亿岁左右,上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生200亿年前。
银河系是
太阳系所在的
恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的
星团、
星云,还有各种类型的
星际气体和
星际尘埃。它的总质量是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“
核球”,半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“
银晕”,直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期,因距银心的远近而不同。太阳距银心约2.3万光年,以250千米/秒的速度绕银心运转,运转的周期约为2.5亿年。
银河系物质约90%集中在恒星内 。恒星的种类繁多。按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征,恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂上;最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。恒星常聚集成团。除了大量的双星外,银河系里已发现了1000多个星团。银河系里还有气体和尘埃,其含量约占银河系总质量的10%,气体和尘埃的分布不均匀,有的聚集为星云,有的则散布在星际空间。20世纪60年代以来,发现了大量的星际分子,如CO、H2O等 。分子云是恒星形成的主要场所。银河系核心部分,即银心或银核,是一个很特别的地方。它发出很强的射电、红外,X射线和γ射线辐射。其性质尚不清楚,那里可能有一个巨型
黑洞,据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。对于银河系的起源和演化,知之尚少。
1971年
英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质,指出银河系中心的能源应是一个黑洞,并预言如果他们的假说正确,在银河系中心应可观测到一个尺度很小的发出射电辐射的源,并且这种辐射的性质应与人们在地面同步加速器中观测到的辐射性质一样。三年以后,这样的一个源果然被发现了,这就是人马A。
人马A有极小的尺度,只相当于普通恒星的大小,发出的射电
辐射强度为2*10(34次方)尔格/秒,它位于银河系动力学中心的0.2光年之内。它的周围有速度高达300公里/秒的运动电离气体,也有很强的红外辐射源。已知所有的恒星级天体的活动都无法解释人马A的奇异特性。因此,人马A似乎是大质量黑洞的最佳候选者。但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据,所以天文学家们谨慎地避免用结论性的语言提到大质量的黑洞。我们的银河系大约包含两千亿颗星体,其中恒星大约一千多亿颗,太阳就是其中典型的一颗。银河系是一个相当大的螺旋状星系,它有三个主要组成部分:包含旋臂的银盘,中央突起的
银心和晕轮部分。
螺旋星系M83,它的大小和形状都很类似于我们的银河系。银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体,称为银晕,直径约10万光年。
依据欧洲南天天文台(ESO)的研究报告,估计银河系的年龄约为136亿岁(109年),几乎与宇宙一样老。 由天文学家Luca Pasquini, Piercarlo Bonifacio, Sofia Randich, Daniele Galli, and Raffaele G. Gratton.所组成的团队在2004年使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年,因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁,因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁。
银河系有4条旋臂,分别是人马臂,猎户臂,英仙臂,天鹅臂。太阳位于猎户臂内侧。旋臂主要由星际物质构成。银河系也有
自转。太阳系以每秒250千米速度围绕银河中心旋转,旋转一周约2.2亿年。银河系有两个伴星系:
大麦哲伦星系和
小麦哲伦星系。与银河系相对的称之为
河外星系。
一般认为,银河系中的恒星多为双星或聚星。而2006年新的发现认为,银河系的主序星中2/3都是单星。
最新消息(2008 6.5)
据美国国家地理杂志报道,日前,天文学家描绘出了银河系最真实的地图,最新地图显示,银河系螺旋手臂与之前所观测的结果大相径庭,原先银河系的四个主螺旋手臂,现只剩下两个主螺旋手臂,另外两个手臂处于未成形状态。
这个描绘银河系进化结构的研究报告发表在本周美国密苏里州圣路易斯召开的第212届美国天文学协会会议上。3日,威斯康星州立大学怀特沃特分校的罗伯特•本杰明将这项研究报告向记者进行了简述。他指出,银河系实际上只有两个较小的螺旋手臂,与之前天文学家所推断结果不相符。
在像银河系这样的棒旋星系,主螺旋手臂包含着高密度恒星,能够诞生大量的新恒星,与星系中心的长恒星带清晰地连接在一起。与之比较,未成形螺旋手臂所具有的高气体密度不足以形成恒星。
长期以来,科学家认为银河系有四个主螺旋手臂,但是最新的绘制地图显示银河系实际上是由两个主手臂和两个未成形手臂构成。本杰明说,“如果你观测银河系的形成过程,主螺旋手臂连接恒星带具有着重要的意义。同样,这对最邻近银河系的
仙女座星系也是这样的。”
绘制银河系地图是一个不同寻常的挑战,这对于科学家而言就如同一条小鱼试图探索整个太平洋海域一样。尤其是灰尘和气体时常模糊了我们对星系结构的观测。据悉,这个银河系最新地图主要基于“斯皮策”空间望远镜红外线摄像仪所收集的观测数据。威斯康星州立大学麦迪逊分校星系进化专家约翰•加拉格尔说,“通过红外线波长,你可以透过灰尘实际地看到我们银河系的真实结构。”目前,“斯皮策”空间望远镜所呈现的高清晰图像使天文学家能够观测大质量恒星是如何进化、宇宙结构是如何成形的。
“斯皮策”空间望远镜科学中心从事摄像仪研究的肖恩•凯里说,“通过这些清晰图片,你将真实地看到个别的太空目标,更加真实地理解银河系的结构特征。”
这张最新的银河系地图包括螺旋手臂密度和位置的数据资料,马萨诸塞州哈佛-史密森天体物理学中心(CfA)马克•里德说,“目前我们开始以立体距离跟踪银河系的螺旋手臂结构。”
CfA的托马斯•戴姆指出,之前人们都认为我们的银河系有两对非常对称的螺旋手臂,但最新研究显示我们之前生活在美丽螺旋手臂星系梦想已破灭
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