銀河系-太陽系

銀河和銀河系是兩個不同層次的概念:銀河是晴朗夜空中可以看到的一條形狀不規(guī)則的銀白色光帶，而銀河系則是由眾多恒星構(gòu)成的龐大天體系統(tǒng)。

古代哲學(xué)家對銀河的認(rèn)識，就其本質(zhì)上說只是建立在一些主觀想象的基礎(chǔ)之上，而缺乏科學(xué)依據(jù)。例如，亞里斯多德認(rèn)為銀河只是一種大氣現(xiàn)象，是地球發(fā)出的水蒸氣，而不承認(rèn)是天上之物。第一個正確認(rèn)識銀河系本質(zhì)的是古希臘哲學(xué)家德謨克利特，他認(rèn)為銀河是由無數(shù)個恒星構(gòu)成的，只是因為這些恒星太暗、太密而無法加以分辨，于是表現(xiàn)為一條模糊的光帶。1608年，荷蘭人李波爾賽在一次偶然的機(jī)會中發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡。后來，伽利略用望遠(yuǎn)鏡對銀河進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)銀河并不是一片薄云，而是密密麻麻無數(shù)個星星，只是肉眼無法加以分辨，表現(xiàn)為天空中一條暗淡的光帶，這樣就從觀測上證實了德謨克利特的見解。

對銀河系結(jié)構(gòu)的實測研究是由英國天文學(xué)家威廉赫歇爾開創(chuàng)的。1785年，赫歇爾通過恒星計數(shù)得出，銀河系中恒星分布的主要部分為一個扁平圓盤狀結(jié)構(gòu)。他在用望遠(yuǎn)鏡所作的1083次觀測中，共計數(shù)了117600顆恒星。赫歇爾在恒星計數(shù)工作的基礎(chǔ)上，再加上若干假設(shè)，從而得出了天文學(xué)史上第一個銀河系模型。不過，在赫歇爾的模型中，太陽位于銀河系的中心。1918年，美國天文學(xué)家沙普利利用球狀星團(tuán)的空間分布，正確地推斷太陽并不位于銀河系中心，而是位于比較靠近銀河系邊緣的地方。這時，距赫歇爾提出第一個銀河系模型已經(jīng)過去了130余年。

赫歇爾繪制的銀河系形狀圖

根據(jù)近代天文學(xué)的觀測和研究，銀河系是一個旋渦星系，它的總體結(jié)構(gòu)大體上可以分為4個部分，即銀盤、核球、銀暈和暗暈。除暗暈部分外，銀河系的總質(zhì)量約為1.4×1011個太陽質(zhì)量，其中以恒星形式出現(xiàn)的約占90%，由氣體和塵埃組成的星際物質(zhì)占10%左右。銀河系的年齡估計為100億年或更老。

銀河系的概念圖（圖片來源：NASA/JPL-Caltech）

銀盤是銀河系恒星分布的主體部分，呈軸對稱和平面對稱的扁平圓盤狀，直徑約為8.2萬光年。太陽到銀河系中心的距離(銀心距)約為2.6萬光年，離銀盤的對稱平面(銀道面)不遠(yuǎn)(20～30光年)。銀盤的厚度是不均勻的，太陽位置附近銀盤的厚度在3300光年左右。除暗暈外，銀河系質(zhì)量的85%～90%集中在銀盤內(nèi)。

核球是位于銀河系中心部分的恒星密集區(qū)，大致呈扁旋轉(zhuǎn)橢球體狀，長軸為1.3～1.6萬光年，厚1.3萬光年。核球的質(zhì)量估計約占除暗暈外銀河系質(zhì)量的5%。核球中主要是一些年老的天體，越接近中心，核球恒星的密集程度越高。在銀河系中心有一個銀核，銀核的質(zhì)量約為幾百萬太陽質(zhì)量，現(xiàn)在普遍認(rèn)為那里有一個超大質(zhì)量黑洞，不過它并沒有處于劇烈活動期。

包圍著銀盤的是一個由稀疏分布的恒星和星際物質(zhì)組成的區(qū)域，稱為銀暈。銀暈大體上呈球狀，直徑在10萬光年左右，范圍比銀盤大得多，但因為物質(zhì)分布很稀疏，所以質(zhì)量大約只有銀盤質(zhì)量的10%。銀暈主要由兩類天體組成，即老年恒星和球狀星團(tuán)，此外還有少量的氣體。

在銀暈之外有一個范圍更大的物質(zhì)分布區(qū)，這就是暗暈，又稱銀冕。暗暈的組成成分是目前尚無法觀測到的暗物質(zhì)，直徑可能是銀暈直徑的10倍，質(zhì)量可能高達(dá)銀河系其他部分質(zhì)量總和的10倍。

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