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第1章 无边无际的银河系

银河系由无数恒星和大量的星团、星云组成,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。在银河系里,大多数恒星集中在扁球状的空间范围内,扁球的形状如同铁饼,其中间突出的部分是核球,核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。

银河系由1000亿~2000亿颗恒星组成,它是具有4条旋臂的巨型旋涡星系。银河系的范围远远超过了明亮恒星盘的暗物质,其质量是太阳质量的10000亿倍,是银河系全部恒星质量的总和的10倍。银河系整体做较差自转,太阳附近的自转速度是220千米每秒,太阳绕银心运转一周需要2.5亿年。银河系到底诞生了多少年,它的年龄是多少?目前大多数人认为,在宇宙诞生的大爆炸之后不久,银河系就已经诞生,现在银河系的年龄大约为145亿岁,其上下误差不会超过20多亿年,也就是说,银河系最大165亿岁,最小125亿岁。

银河系广阔无边

银河是银河系的主体部分,它横跨整个星空,发出淡淡的光。银河在天空中勾画出不规则的光带,其最宽处30度,最窄处4~5度,平均20度,这就是通常所说的银道带。银河以天鹰座与天赤道的相交点为起点,在北半天球经天鹅、蝎虎、仙王、仙后、英仙、御夫、金牛、双子和猎户等星座,在天赤道与麒麟座相交,在南半天球经大犬、船尾、船帆、船底、南十字、半人马、圆规、矩尺、天蝎、人马和盾牌等星座,再重返起点星座天鹰座。银河的有些部分很明亮,如人马和盾牌座附近;有些部分很昏暗,如天鹰和天鹅座附近。

银河系中的太阳位于人马座和英仙座之间的猎户座上,距离银心2.8万光年,直径8万光年,中间部分厚度0.6万光年,太阳附近银盘的厚度0.3万光年。银河系产生的时候,星系核的活动引起了旋臂的形成。有个更大的球形位于银盘的外面,那里的星球数量非常少,它就是我们通常说的银晕,其直径为7万光年。银晕弥散在银盘周围,这里分布着由老年恒星组成的球状星团,恒星的密度不是很多。有些人认为,银晕并非银河的最外层,在其外面还存在着巨大的呈球状的射电辐射区,其范围至少延伸到距银心32万光年远的地方,也就是银冕。

银河系中的暗星云

地球和太阳都位于银河系,银河系的发现经历了漫长的过程。望远镜发明以后,伽利略利用望远镜对银河进行观测,发现银河的组成部分是恒星。赖特、康德和朗伯等在对银河系进行观测之后,认为银河和全部恒星可能集合成巨大的恒星系统。18世纪后期,赫歇耳自制了反射望远镜,并且开始计算恒星的数量,以此来确定恒星系统的结构和大小。赫歇耳去世后,其子小赫歇耳继承父业,对恒星系统进行了深入研究,恒星计数的工作扩展到南天。20世纪初,天文学家确定了银河系,即以银河为表观现象的恒星系统。

应用统计视差的方法,卡普坦测定了恒星的平均距离,并且对恒星进行计数,得出了银河系的模型:银河系呈圆盘状,直径2.6万光年,厚0.65万光年,太阳位于模型的中心。应用造父变星的周光关系,沙普利测定球状星团的距离,从其分布对银河系的结构和大小进行研究。沙普利认为银河系的直径是26万光年,太阳离银心6.5万光年。因为沙普利在计算距离时,没有将星际消光考虑在内,所以导致这些数值偏大。20世纪20年代,人们发现了银河系的自转,沙普利的银河系模型因为符合这个规律,最终得到了世界范围的认可。

斯特鲁维是最早研究银河系自转的人,1887年,他利用自行数据研究银河系自转。由于资料少,斯特鲁维的研究不够精确,银河系自转没有得到世人的肯定。1924年,斯特隆堡提出了银河系自转的假设。1927年,奥尔特推出了银河系较差自转的公式,并通过对恒星视向速度进行分析,证实了银河系的自转。20世纪40年代,光学观测应用到银河系的自转上,但是这种方法有很大局限性。在以后的岁月中,射电天文学逐渐兴起,银河系里观测到了21厘米谱线。根据中性氢21厘米谱线的位移,可以求得中性氢云的视向速度,银河系的自转速度就此推算出来。

由恒星组成的银河系

银河系中有种类繁多的恒星,90%的物质集中在恒星内。除了大量的双星外,恒星还经常聚集成团,现在在银河系里已经发现了1000多个星团。根据恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征的不同,恒星可以分为5个星族,最年轻的星族是极端星族Ⅰ恒星,它们主要分布在银盘里的旋臂上;最年老的星族是极端星族Ⅱ恒星,它们主要分布在银晕里。20世纪60年代以来,人类发现了大量星际分子。银河系里有很多气体和尘埃,其含量占银河系总质量的10%。气体和尘埃有的聚集为星云,有的散布在星际空间,分布银河系的黑洞里会喷出行星得极不均匀。银心或银核是银河系的核心,这个地方会发出强烈的X射线和γ射线,现在还不能确定这些射线的性质。有人估计,银心或银核处有巨型黑洞,其质量可能是太阳质量的几千万倍。正是因为黑洞的存在,这里才会产生如此特殊的射线。

如果问到什么时候容易看到银河系,人们可能都会说是夏天,这是什么原因呢?太阳系在银河系内偏离银心,当地球绕太阳公转处在不同位置时,看到的也是不同的银河。当地球公转到太阳和银心之间时,我们的视线可以看到银河系中更多的情景。北半球此时正处于夏天,人们在晚上沿着银道面朝银河系中心方向望去,可以看到恒星非常密集,此时夜空中的银河也是最亮的。由于地球在不停地围绕太阳公转,所以冬春季节的地球运行到远离银心的地方,晚上便只能看到稀少的恒星,银河也看得不是那么清楚。

位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星组成的天体系统就是河外星系,目前已经发现的河外星系有10亿个。人们对河外星系的数量进行估计,认为可能超过了1000亿个,只是现在发现的还比较少而已。河外星系如同辽阔海洋中的岛屿,遍布在宇宙这个大海洋中,让它显得五彩缤纷。

200多年前,河外星系的发现逐渐兴起。法国天文学家梅西耶为星云编制了星表,编号为M31的星云标志着河外星系发现之旅的开始。熟悉星空的人可以在初冬的夜晚用肉眼找到M31,由于处于仙女座的内部,所以人们称它为仙女座大星云。从1885年起,许多新星陆续在仙女座大星云的周围发现,人们据此推断该星云不是被动地反射光线的尘埃气体云,而是由许许多多恒星构成的系统。这个系统有数目众多的恒星,所以在它们中间才会有众多新星出现。

根据银河系中新星的亮度,再对比一下仙女座大星云中新星的亮度,可以推断出该星云离地球十分遥远,远远超出了银河系的范围。1924年,美国天文学家哈勃用2.4米口径的望远镜找到了造父变星,它位于仙女座大星云的边缘,仙女座大星云的准确距离利用其光变周期和光度可以确定出来。仙女座大星云位于银河系之外,是巨大独立的恒星集团。

1926年,哈勃提出了星系分类法,这种分类法沿用至今。第一种是漩涡星系,星系世界的成员与银河系相似,其外观呈旋涡形,核心部分呈隆起的球形,核球外面是薄薄的盘状结构,从星系盘的中央升出数条长长的旋臂,这就是旋涡星系。第二种是椭圆星系,有些星系没有旋涡结构,它们呈椭圆形或正圆形,我们称其为椭圆星系,在椭圆星系内不会诞生新的恒星。第三种是透镜星系,它有明亮的核球和扁盘,但没有旋臂却形似透镜,介于旋涡星系和椭圆星系之间。第四种是不规则星系,它的形状极不对称,有的甚至碎裂成几个部分。

1楼昵称:简单美

我国宋朝词人秦观有一首词名为《鹊桥仙》,词云:“纤云弄巧,飞星传恨,银汉迢迢暗度。”这首词历来为人们所传颂,也是我非常喜欢的一首词,但始终不知道词中“银汉”是什么意思,请知道的朋友指点一下。

2楼昵称:凡人无忧

银汉就是我们通常所说的银河,也有天河之称。

3楼昵称:回忆录

银汉就是银河。晴朗的夜空下,抬头仰望天空的时候,不仅可以看到无数闪闪发光的星星,还能看到淡淡的纱巾似的光带跨越整个天空,如同天空中的一条大河,它就是我们通常所说的银河。这条河夏季呈南北方向,冬季呈东西方向,过去科学不是很发达,人们不知道它究竟是什么,就把它称为天河。

4楼昵称:幻想天亮

银河是银河系的一部分,是我们置身其内而侧视银河系时,所看到的布满恒星的圆面。由于星星发出的光离我们很远,而且数量也非常多,它们与星际尘埃气体混合时,看起来就像一条烟雾笼罩着的光带,显得十分美丽,我国古代称其为银汉。

仰望天空时,可以看见银河两岸的两颗星星遥遥相望,它们就是牵牛星和织女星。关于这两颗星星的起源,我国民间流传着一个美好的传说。

在很早以前,南阳城西牛家庄里住着一个父母早亡的小伙子,他跟着哥哥嫂子过日子。嫂子马氏为人狠毒,经常逼他干很多的活。一年秋天,嫂子逼他去放牛,出门时给了他9头牛,让他有了10头牛时再回来,牛郎无可奈何,只好赶着牛出了村。

牛郎闷闷不乐地赶着牛进了山之后,坐在树下独自伤心,不知道该怎样才能凑齐10头牛。一位须发皆白的老人这时突然出现在牛郎的面前,问他为什么如此伤心。牛郎把自己的烦恼告诉了老人,老人听完之后笑着对他说:“不用担心,伏牛山里有一头病倒的老牛,你去好好喂养它吧。等老牛病好以后,你就可以赶着它回家。”

牛郎听了老人的话,便开始去伏牛山寻找老牛。他翻山越岭,历尽千辛万苦之后,终于找到了有病的老牛。老牛病得十分厉害,牛郎去给它打来一捆捆草,一连喂了三天,它才有了点精神。老牛告诉牛郎说:“我原本是天上的灰牛大仙,因为触犯了天规被贬下凡间,现在摔坏了腿无法动弹,需要用百花的露水洗一个月脚才能好。”牛郎不怕辛苦,非常细心地照料着老牛,他白天为老牛采集露水治伤,晚上依偎在老牛身边睡觉,老牛的病慢慢好起来,它很愿意跟牛郎一起回家。

牛郎赶着10头牛回到家中,嫂子仍然对他不好,并且几次要加害他。在老牛的设法相救下,牛郎才保住了性命。嫂子最后恼羞成怒,干脆把牛郎赶出家门,老牛也随牛郎被赶了出来。

天上的织女们经常来凡间洗澡,在老牛的帮助下,牛郎认识了织女。织女对牛郎产生了爱慕之心,于是偷偷下凡来到人间,做了牛郎的妻子。织女把从天上带来的天蚕分给当地的百姓,教大家养蚕抽丝,织又光又亮的绸缎。牛郎和织女成亲后,天天过着男耕女织的日子,他们生了两个孩子,一家人生活得很幸福。织女私自下凡的事很快传到天帝的耳中,王母娘娘亲自来抓织女回天。

牛郎非常想念织女,于是天天哀求上天,但是却再也见不到织女。老牛告诉牛郎,在它死后,可以用它的皮做成鞋子,穿着皮鞋就可以上天。牛郎果然依照老牛的话,穿上牛皮做的鞋子,拉着自己的儿女,腾云驾雾上天去追织女,眼见他们全家就可以团圆。谁知王母娘娘拔下头上的金簪,挥手之间便出现了波涛汹涌的天河,牛郎和织女被隔在两岸,只能相对哭泣。牛郎和织女的爱情如此感人,连喜鹊也为之动容,所以每年的七月初七,千万只喜鹊便会飞来搭成鹊桥,让牛郎织女走上鹊桥相会。

现在每到牛郎织女鹊桥相会的日子,也就是农历的七月初七,姑娘们就会抬头仰望星空,寻找银河两边的牛郎星和织女星,希望自己能像织女那样心灵手巧,祈祷自己能有称心如意的美满婚姻,这就是传统的七夕节,也有人称其为乞巧节。