科學研究表明:銀河係是太陽係所在的恒星係統,包括一千二百億顆恒星和大量的星團、星雲,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。那麼銀河係中有哪些奇異的天體?星際塵埃是怎樣產生的?銀河係有哪些左鄰右舍呢?讓我們走進壯闊璀璨的銀河係,一起去領略它的奇異景觀,探索未解之謎。
走近壯闊璀璨的銀河係
銀河係在天空上的投影像一條流淌在天上閃閃發光的河流一樣,所以古稱銀河或天河,一年四季都可以看到銀河,隻不過夏秋之交看到了銀河最明亮壯觀的部分。
撩開銀河係的麵紗
銀河係是太陽係所在的恒星係統,包括1200億顆恒星和大量的星團、星雲,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的直徑約為100,000多光年,中心厚度約為12,000光年,總質量是太陽質量的1400億倍。
銀河係是一個旋渦星係,具有旋渦結構,即有一個銀心和兩個旋臂,旋臂相距4500光年。
銀河係側看像一個中心略鼓的大圓盤,整個圓盤的直徑約為10萬光年。鼓起處為銀心是恒星密集區,所以望去白茫茫的一片。銀河係俯視呈旋渦狀,有4條螺旋狀的旋臂從銀河係中心均勻對稱地延伸出來。銀河係中心和4條旋臂都是恒星密集的地方。
發現銀河係的漫長過程
銀河係的發現經曆了漫長的過程。望遠鏡發明後,伽利略首先用望遠鏡觀測銀河,發現銀河由恒星組成。而後,賴特、康德、朗伯等認為,銀河和全部恒星可能集合成一個巨大的恒星係統。
18世紀後期,F.W.赫歇爾用自製的反射望遠鏡開始恒星計數的觀測,以確定恒星係統的結構和大小,他斷言恒星係統呈扁盤狀,太陽離盤中心不遠。他去世後,其子J.F.赫歇爾繼承父業,繼續進行深入研究,把恒星計數的工作擴展到南天。
20世紀初,天文學家把以銀河為表觀現象的恒星係統稱為銀河係。J.C.卡普坦應用銀河係統計視差的方法測定恒星的平均距離,結合恒星計數,得出了一個銀河係模型。在這個模型裏,太陽居中,銀河係呈圓盤狀,直徑8千秒差距,厚2千秒差距。H.沙普利應用造父變星的周光關係,測定球狀星團的距離,從球狀星團的分布來研究銀河係的結構和大小。他提出的模型是:銀河係是一個透鏡狀的恒星係統,太陽不在中心。沙普利得出結論:銀河係直徑80千秒差距,太陽離銀心20千秒差距。這些數值太大,因為沙普利在計算距離時未計入星際消失。
20世紀20年代,銀河係自轉被發現以後,沙普利的銀河係模型得到公認。銀河係是一個巨型棒旋星係(旅渦星係的一種),Sb型,共有4條旋臂,包含一二千億顆恒星。銀河係整體作較差自轉,太陽處自轉速度約220千米/秒,太陽繞銀心運轉一周約2.5億年。銀河係的目視絕對星等為-20.5等,銀河係的總質量大約是我們太陽質量的1萬億倍,10倍於銀河係全部恒星質量的總和。這是我們銀河係中存在範圍遠遠超出明亮恒星盤的暗物質的強有力證據。
銀河係中的第一代恒星具有非常大的質量,超過太陽質量的100倍。在這樣的恒星內部,核聚變反應極其快速,甚至隻持續幾百萬年,因此,這些最早形成的恒星已經死亡、消失了很長時間。
但是,與銀河係的年齡相比,由於它們的形成時間與人們今天在銀河係中觀測到的最年老恒星的形成時間之差完全可以忽略不計,因此,可以把這些最年老恒星的年齡看做銀河係的年齡。
古今中外銀河係的神話傳說
浩瀚宇宙,星光燦爛,幽寂的夜空任我們的想象去馳騁。那一段段美麗動人的傳說,總會打動我們的心靈,古往今來,在時間的河流裏代代傳唱。
中國古代文化中的銀河係
“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天。”中國古代文化視銀河為天河,把注意力擴大到河東和河西的牛郎織女兩個星座,想象編造出牛郎織女愛情的故事。那麼美好的愛情,中間偏偏出現個王母娘娘從中作梗,女子們沒有力量反抗,隻好通過鵲橋相會和“乞巧”的方式,獲得精神上的寄托和安慰。東方文化是這樣的委婉含蓄。
唐朝顧況的《宮詞》中便有一句“水晶簾卷近秋河”,這裏的“秋河”說的就是銀河。再如李商隱在《嫦娥》中寫有“長河漸落曉星沉”這樣的詩句。
國外關於銀河係的神話傳說
世界各地有許多創造天地的神話是圍繞銀河係發展出來。很特別的是,在希臘就有兩個相似的希臘神話故事解釋銀河是怎麼來的。有些神話將銀河和星座結合在一起,認為成群牛隻的乳液將深藍色的天空染白了。在東亞,人們相信天空中群星間的霧狀帶是銀色的河流,也就是我們所說的天河。
依據希臘神話,銀河是赫拉在發現宙斯以欺騙的手法誘使她去喂食年幼的赫拉克勒斯因而濺灑在天空中的奶汁。另一種說法則是赫耳墨斯偷偷地將赫拉克勒斯帶去奧林匹斯山,趁著赫拉沉睡時偷吸她的奶汁,而有一些奶汁被射入天空,於是形成了銀河。