当咱们在晴朗的夜晚抬头仰望星空,看到那条横跨天际的乳白色光带 —— 银河,是不是觉得特别神秘又美丽?但你真的了解银河系吗?今天咱就来唠唠这既熟悉又陌生的银河系。
你瞧,咱们人类对银河系的认识,那可是经历了一个漫长的过程。就说最早有科学依据的认知吧,还得追溯到 17 世纪初。那时候伽利略首次用望远镜观察银河,嘿,这一看可不得了,发现银河居然是由大量恒星组成的。想象一下,当时伽利略通过那小小的望远镜,看到密密麻麻的恒星,心里得多震惊啊。再后来,到了 18 世纪末,英国天文学家威廉・赫歇尔自制了一批望远镜观星,还首次尝试描绘银河系的形状和太阳在银河系中的位置呢。不过那时候大家都认为银河系是扁盘状的,太阳就在银河系的中心。
可到了 20 世纪,美国天文学家埃德温・哈勃又给大家带来了新认知。当他发现仙女座大星云是银河系之外的另一个星系后,人们才恍然大悟,原来咱们所处的银河系,压根儿不是整个宇宙,只是宇宙无数星系里的普通一员罢了。就好比以前咱以为自己住的房子是世界的中心,结果突然发现外面还有好多好多房子,咱这房子只是其中之一。
进入 21 世纪,各国科学家更是铆足了劲儿,想要构建更精确完整的银河系 “地图”。2011 年起,咱们国家自主设计的郭守敬望远镜开始先导巡天,天文学家们就像给银河系重新画像一样,发现它比原来咱们认识的大了一倍。2013 年,欧洲航天局发射 “盖亚” 探测器,到 2022 年,它收集到的约 20 亿颗恒星数据,形成了新的银河系多维地图。这就像是咱们对银河系的了解又多了好多细节,从模糊的轮廓变得越来越清晰。
那银河系到底长啥样呢?现代天文学者普遍认为,银河系是一个盘状的、带有旋臂结构的、密集的恒星群体。它就像一个巨大的盘子,中间厚,边缘薄。从咱们地球的角度看,银河在天空中明暗不一,宽窄不等,最窄只有 4° - 5°,最宽约 30°。银河经过 25 个星座呢,像天鹅座、天鹰座、天蝎座等等。对于咱们北半球来说,夏季的银河那可太壮观了,由天蝎座东侧向北伸展,横贯天空,就像一条奔腾的巨龙,气势磅礴。这时候,银河两岸的织女星、牛郎星和银河之中的天津四,构成了 “夏季大三角”,特别显眼。不过想看这么美的银河,可得找个没有灯光干扰的野外,而且极限可视星等得在 5.1 以上才行。到了冬季,银河就比较黯淡了,在猎户座与大犬座那一块儿,不过这时候天空中能看到明亮的猎户座,以及由天狼星、参宿四、南河三构成的 “冬季大三角”。从地球看,银河中心是最亮的区域,方向在人马座那儿。
银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银心呢,是银河系的几何中心,也是自转轴与银道面的交点。在星系中心凸出部分,呈很亮的球状,直径约为两万光年,厚 1 万光年。这里面主要是年龄大约在 100 亿年以上的老年红色恒星。而且有证据表明,银心区域存在着一个巨大的黑洞。天文学家观测发现,银河系最中心长宽高各一秒差距(3.26 光年)的空间内,分布着高达 4200 万颗恒星,这恒星密度比太阳系附近高了 7200 万倍呢,想想都觉得不可思议。银心与太阳系之间还充斥着大量星际尘埃,在北半球用光学望远镜,很难在可见光波段看到银心。后来射电天文和红外观测技术兴起,人们才能透过星际尘埃,在 2 微米至 73 厘米波段探测到银心的信息。
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银盘是银河系的主要组成部分,由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。银河系里可探测到的物质,有九成都在银盘范围以内。银盘外形像薄透镜,中心厚度约 1 万光年,不过这是微微凸起的核球的厚度,银盘本身厚度只有两千光年,直径近 20 万光年,特别薄。2017 年底,国家天文台刘超研究员等利用 LAMOST 数据,成功绘制出银盘外围的空间结构剖面图,发现银盘的恒星数目虽然随着银盘半径减少,但一直延伸到距离中心 6.2 万光年处,这可打破了以往认为银盘半径大约只有 14 - 15 千秒差距,之后就有明显截断的认知。
银河系的年龄大概在 100 亿岁左右,而宇宙大爆炸大约发生于 138 亿年前。关于银河系的形成和演化,科学家们也有不少研究。一开始,银河系可能只是宇宙质量分布中的一个或几个小的超密度区域,近一半的物质或许来自其他遥远的星系。一些密度过高的球状星团的种子,形成了现在银河系中最古老的剩余恒星,这些恒星和星团构成了银河系的恒星晕。在第一批恒星诞生后的数十亿年内,银河系质量足够大,旋转速度相对较快,由于角动量守恒,气态星际介质从大致球形塌缩成圆盘,后来的恒星,像太阳等,就在这个螺旋盘中形成了。而且,银河系还在不断生长呢,通过星系合并和直接吸积来自银河晕的气体,现在它正在吸积大麦哲伦星云和小麦哲伦星云这两个最大的卫星星系,以及周围几个小星系的物质。宇宙学模拟表明,110 亿年前,银河系还与一个被称为海妖的特别大的星系合并过。不过奇怪的是,银河系的性质表明,在过去的 100 亿年里,它没有与大型星系合并,这在类似的螺旋星系中可不常见,它的邻居仙女座星系,就是由最近与相对较大的星系合并而形成的。
再说说银河系里的恒星数量,这可不好确定,大概在 1000 亿到 4000 亿之间。为啥呢?因为很多恒星质量极低,很难被探测到,尤其是距离太阳超过 300 光年的地方。除了恒星,银河系里可能还有一百亿个白矮星、十亿个中子星和一亿个恒星黑洞。恒星之间的空间,充满了气体和尘埃盘,叫星际介质,这盘的半径至少和恒星相当,气体层厚度从较冷气体的数百光年到较热气体的数千光年不等。
还有行星,引力微透镜和行星凌日观测都表明,与恒星结合的行星可能至少和银河系中的恒星数量一样多,微透镜测量还表明,可能存在更多未与主恒星结合的其他行星。2013 年 1 月,天文学家通过开普勒太空天文台研究行星恒星系统 Kepler - 32,发现银河系中每颗恒星至少包含一颗行星,算下来共有 100 - 4000 亿颗行星。同年,对开普勒数据的另一项分析估计,银河系中至少存在 170 亿颗地球大小的系外行星。2013 年 11 月,天文学家根据开普勒太空任务数据报告,银河系内类太阳恒星和红矮星的宜居带内,可能有多达 400 亿颗地球大小的行星在运行,其中 110 亿颗可能围绕类太阳恒星运行。2016 年的一项研究表明,最近的系外行星可能距地球 4.2 光年,围绕红矮星、比邻星运行。这些地球大小的行星可能比气态巨行星数量更多,只是因为体积小,远距离很难探测到。除了系外行星,“系外彗星” 也被发现了,而且可能在银河系中很常见。2020 年 11 月,天文学家估计银河系中存在超过 3 亿颗宜居系外行星。你看,咱们银河系里的天体可真丰富。
咱们的太阳,位于猎户臂内缘附近的局部气泡的局部绒毛内,在拉德克利夫波和分裂线性结构(以前的古尔德带)之间,处于银河系的银河宜居带区域,在银盘中心平面上方或以北 5 - 30 秒差距(16 - 98ly)处。基于 Gillessen 等人对 Sgr A * 周围恒星轨道的研究,2016 年科学家称,太阳距银河中心的距离约为 27.14 ± 0.46kly(8.32 ± 0.14kpc),也有人用恒星轨道分析,得出较小的值 25.64 ± 0.46kly(7.86 ± 0.14kpc) 。在距太阳 15 秒差距(49 光年)半径的球体内,大约有 208 颗亮度超过绝对星等 8.5 的恒星,密度为每 69 立方秒差距一颗恒星。
银河系还有几个卫星星系,像大麦哲伦星系和小麦哲伦星系,它们都是本星系群的成员,作为室女超星系团的一部分,而室女超星系团又是拉尼亚凯亚超星系团的组成部分。
你看,这银河系里的学问可大了去了,咱们对它的认识也还在不断修正和完善。说不定以后,咱们还能发现更多关于银河系的惊人秘密呢。家人们,要是觉得这银河系的事儿有意思,就用你那发财的小手点赞关注吧,祝点赞关注的家人们都发财!返回搜狐,查看更多