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银河系

提起银河你一定很熟悉。夏夜星空中从东北向南横跨天空的银河,宛如奔腾的急流,一泻千里。著名的中国民间传说牛郎织女的故事,就描述了人们对银河美妙的遐想。

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。银河在天空明暗不一,宽窄不等。最窄只4°~5°,最宽约30°。银河是由1000多亿颗恒星组成的一个透镜形的庞大的恒星体系,我们太阳系就在这个体系之中。我们从太阳系向周围看,就会看到盘状的边缘部分呈一带形天区。这个天区的恒星投影最密集,这就是我们看到的银河。这个庞大的恒星体系也由银河得名,叫银河系。

如果说地球的家是太阳系,那么银河系就是太阳之家居住的巨大恒星岛。人类对这座“岛”的认识,首先还是从认识恒星开始,逐渐把恒星和银河连在一起进入宏观构想。1750年,英国天文学家赖特(Wright)发表了《宇宙的新理论》一书。他根据银河状况,推测恒星系统的空间分布不是在所有方向都对称的,很可能是扁平的,银河可能是这个扁平的恒星体系在长轴方向的星群密集外观。这是最早认识银河和银河系的人。最早通过天文观测研究恒星体系,要算著名英国天文学家威廉.赫歇耳,他总结了上述几位天文学家的推想。1785年,根据自己对恒星的观测,绘出一幅扁平状的银河系形体,并认为太阳系居于银河系中心区。这是第一个证实了比太阳系更高一层次的巨型天体系统的存在,具有划时代的意义。太阳系真的位居银河系中心区吗,1918年,美国著名天文学家沙普利用4年时间的观测和研究,提出太阳系不在银河系中心,而是在银河系的边缘。银河系的中心应在人马座方向。1926年,瑞典天文学家林得布拉德(Lindblad)在详细研究了恒星视运动的基础上,分析出银河系也在自转,把对银河系的认识大大向前推进了一步。1927年,荷兰天文学家奥尔特(Oort)证明我们所在的巨大的恒星系统──银河系确实在绕中心自转,同时说明银河系的整体不是固体。因此,越靠近中心,自转越快,银河系边缘自转缓慢。

一代一代的天文学家们的认识成果,确立了银河系的真面貌,奠定了有关银河系的知识基础。银河系确如18世纪几位天文家学们所推想的那样,外形是一个中间厚,边缘薄的扁平盘状体。银河系的主要物质都密集在这个盘状结构里,称为银盘。银盘是银河系的主体,从正面看犹如急流中的旋涡形,从侧面看类似一个投掷的铁饼。银盘的直径约8万光年,中央厚约1万光年,边缘厚约3000~6000光年。太阳位于银盘的边缘,距银心约3.3万光年,在银道面以北约26光年。

银盘外面由稀疏的恒星和星际物质组成一个球状体,包围着银盘,这个球状体叫银晕,银晕直径约10万光年。银河系的总质量约1400亿个太阳质量,其中恒星的质量占总质量的约90%,星际物质占约10%。射电天文观测进一步探明银河系结构,现己发现银河系在自身的旋转运动中有四条旋臂,它们是人马臂、猎户臂、英仙臂,在银心方向还发现一条叫3000秒差距臂。太阳位于猎户臂的内侧(图:从正面看银河系)。旋臂是由气体和尘埃物质混杂的区域。如此巨大的恒星体系也在自转。在太阳的位置,银河系物质以每秒250千米的速度绕银心一周约2.5亿年。现在已知,银河系中心为一个球状体,这个球状体有剧烈的活动,有大量气体从银心向外扩张着。银心是一个很强的射电源和高能辐射源,银心的质量约相当于几百万个太阳质量。