关于银河系的10个事实

http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2014-12-13

当前对银河系结构的理解图片来源：NASA

　　中国科技网12月5日报道（张微）银河系是一个巨大而有趣的地方。它的直径是10–12万光年，是人类的发源地——地球的家园。太阳系距离银河系中心约2万7千光年，位于猎户臂的内侧。猎户臂(英文：Orion arm)是太阳系位于银河系的一个旋臂,银河系俯视像一个巨大的漩涡，这个漩涡有四个旋臂组成。

　　除了这些事实之外，还有一些关于银河系的“花边新闻”，相信一定会给你留下深刻的印象。

　　1.银河系是扭曲的

扭曲的螺旋星系ESO 510 – 13与银河系类似图片来源：NASA

　　首先，银河系呈盘状，中央突起，直径有1万2千光年。我们在上图中可以看出，银河系并不是完美的盘状。事实上，它呈现出扭曲的形状，天文学家把这个事实归因于银河系的两个伴邻星系——大、小麦哲伦星系。

　　这两个不规则的矮星系——其实是我们银河系的“卫星星系”，围绕银河系运转。有天文学家表示，麦哲伦星系似乎会与宇宙中存在的暗物质相互作用，形成星系弯曲。

　　2.它有一个光环，但你不能直接看到

　　科学家认为银河系90%的质量是由暗物质组成，这赋予它一个神秘的光环。这意味着所有的“发光物质”——也就是说，我们可以用肉眼或望远镜看到的——占银河系不到10%的质量。它的光环不是我们画天使或观看彗星时所想到的那种常规的发光方式。

　　质量越重的星系，运转速度应当更快。有人认为如果银河系是由我们所见到的唯——一种物质构成的，那么它的运转速度将远远低于我们所观察到的。因此，余下的质量是难以琢磨的、无形的物质，又名“暗物质”。它与“正物质”有相互作用的引力。

　　3.它有超过2000亿颗恒星

　　银河系是一个中等重量的星系。我们已知的最大的星系是IC 1101，它有超过100万亿颗恒星，其他大型星系有多达1万亿颗恒星。前面提到的大麦哲伦星系，大约有100亿颗恒星。银河系的恒星数量在2000-4000亿颗；但当你在全球任何地方仰望夜空的时候，你最多只能看到2500亿颗左右。这个数字并不是固定的，因为银河系会因为超新星爆炸而损失一些恒星，也会产生一些新的恒星（大约每7年）。

　　4.它是由星际气体和星际尘埃组成的

这些图片是斯皮策太空望远镜拍摄的一个遥远超新星上的尘埃和气体。图片来源：NASA

　　虽然对于一个偶然的观察者来说，银河系不像是由尘埃和气体组成的。但这个物质却占到了银河系中发光/可见物质的10%-15%，余下的成分是恒星。银河系的直径大约10万光年，在可见光谱中我们只能看到6000光年的盘状。不过当光污染不严重的时候，我们可以在夜空中看到银河系的尘埃环。

　　厚层尘埃可以折射可见光，但红外线可以穿透尘埃，这就使得像斯皮策太空望远镜这样的红外望远镜在研究银河系时有了用武之地。斯皮策可以穿透尘埃给我们带来非同凡响的清晰图像，银河系的中心和恒星形成的区域正在发生什么。

　　5.它是由其他星系组成的

　　银河系并非一直是我们今天看到的样子——美丽、扭曲、螺旋状的星系。它成为目前的大小和形状，是因为吞噬了其他星系，而且现在仍然在吞噬其他星系。事实上，大犬座矮星系是距离银河系最近的星系，天文学家相信大犬座矮星系正被银河系巨大的引力拉扯中，且主体已经被剥离了的星系。在银河系的历史中，它一直以惊人的速度不停吞噬附近的矮星系，比如射手座矮星系已经频临死亡。

　　6.上面那几张银河系图片是艺术家的杰作

　　目前，我们不能拍摄银河系的照片。这是因为我们生活在银河系这个盘状星系的内部，距离银河系的中心大约2万6千光年。这就好像你在屋子里面却试图给房子的外观拍一张照片。也就是说，你所看到这个螺旋星系的任何美丽图片，要么是其他螺旋星系的图片，要么就是有才华艺术家的杰作。

　　7.银河系的中心有一个黑洞

艺术家概念中的射手座，银河系中心特大质量黑洞图片来源：NASA

　　大多数较大星系的中心都有一个超大质量的黑洞，银河系也不例外。银河系的中心被称为人马座A*，是一个高深莫测的无线电波源，相当于400多万个太阳质量。人马座A*很有可能是离我们最近的超重黑洞的所在，因此也被认为是研究黑洞物理的最佳目标。

　　8.银河系和宇宙一样高龄

　　根据最新的估算，宇宙的年龄约为137亿年。我们的银河系已经存在了大约136亿年，上下有8亿年的误差。银河系中最古老的恒星是在球状星团中被发现的，银河系的年龄是通过测量这些恒星的年龄来测算的，从某些放射性中子俘获元素的丰度数据可以测定银河系中最古老恒星的年龄，从而定出银河系的年龄，这种放射性年龄测定方法称为核纪年法。

　　虽然银河系的一些构成已经存在了很长一段时间，但直到100-120亿年前，银河系的盘状和中央隆起才刚刚形成。银河系的中央隆起早于其他星系的形成。

　　9.银河系是宝女座超星系团的一部分，宝女座超星系团是1.5亿光年的星系群

　　银河系是一个更大星系结构的一部分。我们最近的邻居，包括大、小麦哲伦星云，仙女座星系，是距离银河系最近的螺旋星系。连同其他50个星系，银河系和它们共同组成了一个以银河系为中心的疏散星系团，被称作本星系群。

　　当然，这仍然只是我们附近恒星的一小部分。我们发现银河系是一个更大星系群——宝女座超星系群的一个组成部分。超星系团是由数千个直径百万光年的大的星系团组成的，往往具有扁长的外形。

　　宝女座超星系团至少有100个星系群与星系团，拥有约1300（也可能高达2000）个星系。其长径在33百万秒差距以上，厚约2百万秒差距，质量中心在宝女星系团附近。2014年的最新研究表明，宝女座超星系团是一个更大超星系团，兰天的一个小“枝叶“。（2014年9月，夏威夷大学的Brent Tully所领导的团队发表了一种通过星系的视向速度来定义超星系团的新方法，并由此定义了Laniakea“兰天”。这个此来自于夏威夷语，意为“无尽的天堂”。）

　　10.银河系在运动中

　　银河系和宇宙中的一切天体都在太空中运动。地球围着太阳转，太阳围绕银河系运转，银河系是本星系群的一部分，本星系群相对于宇宙微波背景（CMB）辐射移动，这个辐射是宇宙大爆炸后留下的。

　　当确定宇宙天体的运动速度时，宇宙微波背景辐射是一个重要且方便的参考。本星系群相比于CMB的相对运动速度大约600公里/秒，这就计算出本星系群的运动速度相当于220万公里/小时。

[中科网]

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