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我们的栖息之所——银河系

首先,来考考你们对银河系知多少。如果你答对9-10题,你已经是一个“银才”了,如果你答对7-8题,那么你算是个合格的“银河系公民”,如果你答对7题以下,额,你该考虑移民去仙女座星系了。


【Quiz Time】


答案揭晓: 1. 棒旋星系 2. 猎户臂 3. 人马座A* 4. 暗物质 5. 28,000光年 6. 仙女座星系 7. 大于2000亿 8. 和宇宙年龄差不多 9. 本星系群 10. 室女座超星系团


所以,你是银河系的天才,还是银河系的合格公民,或者,你该考虑移民事项了呢?想更多的了解关于我们的栖息之所——银河系了么?


↓↓↓ 系好安全带,开始银河之旅


当我们仰望天空时,我们看到夜空中一条宽广细长的亮带。古人认为它是天上的河,像溅洒的牛奶,又像一条宽阔的马路,在地球诞生之前它就已经存在。


那么问题来了(Quiz 1),银河系属于哈勃分类的哪一类呢?其实,银河系是SB。没错,银河系是一个棒旋星系(Spiral Barred Galaxy),直径大约100,000光年。如果你从银河系盘面上方往下看,你会看到银河系的中央凸起的部分和四条围绕着它的旋臂。在我们的宇宙中,大约有三分之二的星系都是螺旋星系。


和普通的螺旋星系不同,银河系是一个棒旋星系。在银河系的核心有明亮的恒星涌出聚集成短棒,并横越过星系中心。其两个主要旋臂(Main Arm)则看似由短棒的末端涌现至星系之中。银河系还包含了两个较小的旋臂(Minor Arm)及旋臂上的两个刺(Spur),其中一个刺是猎户臂(Orion Spur),也就是太阳和太阳系所处的位置(Quiz 2)。猎户臂位于英仙臂和人马臂之间。



银河系的平面图,包括中心的巨大黑洞,旋棒,多条旋臂。图片来源:NASA/ESA


银河系并不是静止在空间中的,而是不断的旋转。太阳和太阳系也跟着旋转,平均速度为515,000海里每小时(828,000公里每小时)。尽管以如此的高速运行,太阳系仍需要230百万年才能绕银心旋转一周。


螺旋臂旋绕着银河的中心,并包含了大量的气体和尘埃,新的恒星不断的在臂中形成。这些螺旋臂都包含在我们称作银盘(Disk)里,厚度大约1000光年。银河系并不是完美的盘状,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“卫星星系”——大、小麦哲伦星系。



和银河系相似的扭曲螺旋星系ESO 510-13,从图片可以看出银盘呈扭曲的形状。图片来源:NASA


星系的中央凸出部分,是一个很亮的球状体,我们称作银核(bulge)。这个区域由高密度的恒星、气体和尘埃组成。在里面的气体和尘埃太厚导致我们无法窥视,可见度比外面少的多,而大部分恒星又聚集于此,所以银河系的可视恒星其实只占总比例中很少一部分。


在银河系的中心是一个超大质量的黑洞(Quiz 3),十亿倍太阳的质量,叫人马座A*。这个超大质量黑洞一开始应该是小质量的,但是贪婪好吃的它将周围的气体和尘埃全部吞噬,使其不断壮大变成一个巨大的猛兽,就连附近的恒星也无法跳出它的魔爪。虽然黑洞无法被直接观测,但是黑洞的周围总有物质存在,这些物质必定受到黑洞强大引力的影响;这些物质又是在黑洞视界之外,因而可以被观测。观测黑洞周围物质的运动和辐射,就可以推断黑洞的存在。人马座A*的质量相当于400万个太阳质量,是天文学家研究超大质量黑洞的物理性质的最佳目标。


银河系中心的超大质量黑洞人马座A的艺术表达。图片来源:NASA/JPL-CALTECH

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