简易宇宙说明书(14)银河系之旅 序章

日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川。飞流直下三千尺,疑是银河落九天。by李白

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简易宇宙说明书(14)银河系之旅 序章

银河系

银河系(Milky Way Galaxy),是我们的太阳系所在的棒旋星系,其中包括1000~4000亿颗恒星和大量的星团、星云以及各种类型的星际气体和星际尘埃,直径 16万光年,质量4.1771×10^41kg。

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7000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状区域,那里恒星少,密度小,被称为“银晕”,直径约为7万光年。

银河系呈扁球体,具有巨大的盘面结构,由明亮密集的核心、两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成,旋臂相距4500光年。太阳位于银河一个支臂猎户臂上,至银河中心的距离大约是2.6万光年。

银河系的中央是超大质量的黑洞,自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星,外围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系,其中较大的有大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。

银河系通过缓慢的吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。2015年3月,科学家发现银河系体积比之前认为的要大50%。

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银河

银河系的90%的物质为恒星。恒星的种类繁多,按照物理性质、化学组成、空间分布和运动特征,恒星可以分为五个星族。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,银河系里已发现了一千多个星团。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。

银河的棒状结构长约2.7万光年,以44±10度的角度横亘在太阳与银河中心之间,它主要由红色的恒星组成,大多是老年的恒星。有四条主要的旋臂起源于银河的核心,包括: 三千秒差距臂和英仙座旋臂。矩尺座旋臂和天鹅座旋臂,南十字座旋臂和盾牌座旋臂,船底座旋臂和人马座旋臂。还有两个小旋臂或分支,其中就有太阳系所在的猎户座旋臂。

太阳系位于一条叫做猎户臂的旋臂上,距离银河系中心约2.64万光年,逆时针旋转,绕银心旋转一周约需要2.5亿年。太阳系位于猎户座旋臂靠近内侧边缘的位置上。

太阳环绕银河的轨道大致是椭圆形的,但会受到旋臂与质量分布不均匀的扰动而有些变动,我们当前在接近近银心点1/8轨道的位置上。

太阳系大约每2.25~2.5亿年在轨道上绕行一圈,可称为一个银河年,因此以太阳的年龄估算,太阳已经绕行银河20~25次了。太阳的轨道速度是217km/秒,换言之每8天就可以移动1个天文单位,1400年可以运行1光年的距离。

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绚丽的银河

银河系在天空上的投影像一条流淌在天上闪闪发光的河流一样,所以古称银河或天河,一年四季都可以看到银河,只不过夏秋之交看到了银河最明亮壮观的部分。

银河经过的主要星座有:天鹅座、天鹰座、狐狸座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人马座、天蝎座、天坛座、矩尺座、豺狼座、南三角座、圆规座、苍蝇座、南十字座、船帆座、船尾座、麒麟座、猎户座、金牛座、双子座、御夫座、英仙座、仙后座和蝎虎座。

银河在天空中明暗不一,宽窄不等。最窄只有4°~5°,最宽约30°。对于北半球来说,夏季星空的重要标志,是从北偏东地平线向南方地平线延伸的光带——银河,以及由3颗亮星,即银河两岸的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的“夏季大三角”。

夏季的银河由天蝎座东侧向北伸展,横贯天空,气势磅礴,极为壮美。但只能在没有灯光干扰的野外(极限可视星等5.5以上)才能欣赏到。冬季的那边银河很黯淡(在猎户座与大犬座),但在天空中可以看到明亮的猎户座,以及由天狼星、参宿四、南河三构成的明亮的“冬季大三角”。

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银河

银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。与银河系相对的星系称为河外星系。

银河系、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系,这个星系群总共约有50个星系,而本星系群又是室女座超星系团的一份子。

当前的观测认为仙女星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向银河系运动,在30-40亿年后可能会撞上银河系。但即使真的发生碰撞,太阳以及其他的恒星也不会互相碰撞,但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。


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