簡易宇宙說明書(14)銀河系之旅 序章

日照香爐生紫煙,遙看瀑布掛前川。飛流直下三千尺,疑是銀河落九天。by李白

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簡易宇宙說明書(14)銀河系之旅 序章

銀河系

銀河系(Milky Way Galaxy),是我們的太陽系所在的棒旋星系,其中包括1000~4000億顆恆星和大量的星團、星雲以及各種類型的星際氣體和星際塵埃,直徑 16萬光年,質量4.1771×10^41kg。

在銀河系裡大多數的恆星集中在一個扁球狀的空間範圍內,扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”,半徑約為7000光年。核球的中部叫“銀核”,四周叫“銀盤”。在銀盤外面有一個更大的球狀區域,那裡恆星少,密度小,被稱為“銀暈”,直徑約為7萬光年。

銀河系呈扁球體,具有巨大的盤面結構,由明亮密集的核心、兩條主要的旋臂和兩條未形成的旋臂組成,旋臂相距4500光年。太陽位於銀河一個支臂獵戶臂上,至銀河中心的距離大約是2.6萬光年。

銀河系的中央是超大質量的黑洞,自內向外分別由銀心、銀核、銀盤、銀暈和銀冕組成。銀河系中央區域多數為老年恆星,外圍區域多數為新生和年輕的恆星。周圍幾十萬光年的區域分佈著十幾個衛星星系,其中較大的有大麥哲倫星雲和小麥哲倫星雲。

銀河系通過緩慢的吞噬周邊的矮星系使自身不斷壯大。2015年3月,科學家發現銀河系體積比之前認為的要大50%。

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銀河

銀河系的90%的物質為恆星。恆星的種類繁多,按照物理性質、化學組成、空間分佈和運動特徵,恆星可以分為五個星族。最年輕的極端星族Ⅰ恆星主要分佈在銀盤裡的旋臂上;最年老的極端星族Ⅱ恆星則主要分佈在銀暈裡。

恆星常聚集成團。除了大量的雙星外,銀河系裡已發現了一千多個星團。銀河系裡還有氣體和塵埃,其含量約佔銀河系總質量的10%,氣體和塵埃的分佈不均勻,有的聚集為星雲, 有的則散佈在星際空間。

銀河的棒狀結構長約2.7萬光年,以44±10度的角度橫亙在太陽與銀河中心之間,它主要由紅色的恆星組成,大多是老年的恆星。有四條主要的旋臂起源於銀河的核心,包括: 三千秒差距臂和英仙座旋臂。矩尺座旋臂和天鵝座旋臂,南十字座旋臂和盾牌座旋臂,船底座旋臂和人馬座旋臂。還有兩個小旋臂或分支,其中就有太陽系所在的獵戶座旋臂。

太陽系位於一條叫做獵戶臂的旋臂上,距離銀河系中心約2.64萬光年,逆時針旋轉,繞銀心旋轉一週約需要2.5億年。太陽系位於獵戶座旋臂靠近內側邊緣的位置上。

太陽環繞銀河的軌道大致是橢圓形的,但會受到旋臂與質量分佈不均勻的擾動而有些變動,我們當前在接近近銀心點1/8軌道的位置上。

太陽系大約每2.25~2.5億年在軌道上繞行一圈,可稱為一個銀河年,因此以太陽的年齡估算,太陽已經繞行銀河20~25次了。太陽的軌道速度是217km/秒,換言之每8天就可以移動1個天文單位,1400年可以運行1光年的距離。

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絢麗的銀河

銀河系在天空上的投影像一條流淌在天上閃閃發光的河流一樣,所以古稱銀河或天河,一年四季都可以看到銀河,只不過夏秋之交看到了銀河最明亮壯觀的部分。

銀河經過的主要星座有:天鵝座、天鷹座、狐狸座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人馬座、天蠍座、天壇座、矩尺座、豺狼座、南三角座、圓規座、蒼蠅座、南十字座、船帆座、船尾座、麒麟座、獵戶座、金牛座、雙子座、御夫座、英仙座、仙后座和蠍虎座。

銀河在天空中明暗不一,寬窄不等。最窄只有4°~5°,最寬約30°。對於北半球來說,夏季星空的重要標誌,是從北偏東地平線向南方地平線延伸的光帶——銀河,以及由3顆亮星,即銀河兩岸的織女星、牛郎星和銀河之中的天津四所構成的“夏季大三角”。

夏季的銀河由天蠍座東側向北伸展,橫貫天空,氣勢磅礴,極為壯美。但只能在沒有燈光干擾的野外(極限可視星等5.5以上)才能欣賞到。冬季的那邊銀河很黯淡(在獵戶座與大犬座),但在天空中可以看到明亮的獵戶座,以及由天狼星、參宿四、南河三構成的明亮的“冬季大三角”。

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銀河

銀河系有兩個伴星系:大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。與銀河系相對的星系稱為河外星系。

銀河系、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系,這個星系群總共約有50個星系,而本星系群又是室女座超星系團的一份子。

當前的觀測認為仙女星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向銀河系運動,在30-40億年後可能會撞上銀河系。但即使真的發生碰撞,太陽以及其他的恆星也不會互相碰撞,但是這兩個星系可能會花上數十億年的時間合併成橢圓星系。


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