秋夜高空,可见天穹上有一条白 茫茫的光带,像一条奔腾的江河,从南向北,横过星空。这就是古今人们常 说的“天河”,即天文学上的银河系。 我们的太阳系虽是银河系大家庭中的 一个“成员”,但因银河系太大,距我们 极其遥远,故有好多秘密还未发现,有 许多谜团还未解开。
银河系有多大?
我们平常所见的满天星斗,初看 好像在银河之外,同它没有关系;其实,天上密密麻麻的星星,包括太阳在内,都属于银河系“管辖”。自伽利略用自制的望远镜第一次观察银河后, 许多科学家都想弄清银河系的范围大小和星星数目。人类已初步査明,银河系是个旋涡状星系,有大约1400亿 颗恒星、星云、星际气体和尘埃组成。
银河系形似铁饼,中间厚,四周薄,中心凸起的部分叫“银核”,被一个 球状分布的恒星集团包围着。中心部分最大厚度约1.5万光年。银核周围 较薄的部分叫“银盘”。从中间向四周围厚度逐渐减薄,银盘的直径约为 9.8万光年。
就是说,从银盘这一边发出的光,要经过10万年的漫长岁月后,才能穿过银河到达银盘的另一边, 可见银河系的范围多么巨大!包围在银盘周围的、物质稀疏而范围很大的球状区域,叫“银晕”。银晕与银盘同心,直径约为10万光年。
为了使我们对银河系的大小有个 更明确的概念,我们设想把银河系缩 小1万亿倍。这时,太阳就像一粒芝麻大,地球小得用放大镜才能看见。 太阳到地球的距离只有15厘米,整个太阳系的直径也只剩下12米左右。 这时的银河系有多大呢?直径100万公里!可想而知,在如此巨大的银河系里,可以容纳得下多少个比灰尘还微小的地球啊!
然而,银河系极其巨大,要获得准确的银河系大小数据,还需要时间和更先进的科学技术。
银河系的结构如何?
本世纪30年代,天文学家就开始解银河系结构之谜。经过20多年的努力,终于发现银河系像个巨大的旋涡,从里向外旋卷,还发现了四条蜾线形带状旋臂,并测知银河系的中心(银心)在人马座方向,太阳在离银心2.7 万光年的地方(或离银盘边缘2.3万 光年)。多数天文学家认为银河系是个旋涡结构属于旋涡星系。
1982年,美国天文学家贾纳斯和艾德勒研究后认为,银河系没有清晰的旋涡结构,而只有一小段与恒星形成有关的零散旋臂,“旋涡”是银河系复杂的旋转特性造成的幻影。
一般认为,银河系的中心区是恒星密集的区域,并且越近银心越密集。 在整个银河系,也呈现出从银心向四?周恒星密度减小的趋势。恒星几乎占银河系总质量的90%以上。
但是,银 心难测。目前天文学家使用了世界上 最先进的望远镜,运用了最先进的光 测技术,也没有弄清银行是些什么东 西。有些科学家坚持银心可能是密度 极高的恒星集团,银河系是个恒星系 统的看法;有些科学家认为银心存在 着一个质量极大的黑洞,恒星极少。
近年来,科学家对银河系的形状和结构又提出了新看法。1989年2 月,美国科学促进协会宜布了最新观察结果:银河系中,恒星大约只占总质 量的10%,而90%则是一种无形的黑质。黑质是什么?科学家提出了三种 可能性推测:一种认为黑质是特别大 的黑洞;另一种认为黑质是亿万颗非 常小的褐色矮星组合体;第三种认为. 黑质是宇宙大爆炸后残余的中微子。
他们还认为银河系的形状可能为两种:一种是中部向外凸出,但边缘皱起呈扇贝状,像一张扇贝形的弯曲唱片;另一种是中部薄,两边厚,边缘像喇叭形张开。
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