银河

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May 26, 2022

银河系(也是我们的银河系或简称为大写字母的银河系)是一个包含地球、太阳系和肉眼可见的所有单个恒星的星系。指棒旋星系。银河系与仙女座星系 (M31)、三角星系 (M33) 和 40 多个矮卫星星系——它们自己的和仙女座星系——一起形成了本地星系群,它是本地超星系团(室女座超星系团)的一部分。

词源

银河这个名字在西方文化中很常见,是来自拉特的描图纸。通过lactea“牛奶路”,这反过来又是从古希腊语翻译过来的。 ϰύϰλος γαλαξίας “牛奶圈”。 Galaxy这个名字来源于古希腊语。 γαλαϰτιϰός“牛奶”。根据古希腊传说,宙斯决定让他的儿子赫拉克勒斯(赫拉克勒斯(Hercules)生下凡人的女人不朽),为此他种植了他沉睡的妻子赫拉(Hera),以便赫拉克勒斯(Hercules)喝下神圣的乳汁。赫拉醒来,发现自己没有给孩子喂奶,就把他从自己身边推开。一道从女神胸口喷出的乳汁,化作了银河。在苏联天文学派中,银河系被简单地称为“我们的银河系”或“银河系”;短语“银河系”已被用来指代观察者在光学上构成银河系的可见恒星。银河系还有许多其他不同语言的名称。 “路径”一词经常保留,而“乳白色”一词被其他加词取代。例如,在阿拉伯语中,这是一条面粉路径,它是由放在推车上的漏袋中的碎面粉形成的。在格鲁吉亚语中它是“鹿跳”(“ირმის ნახტომი”),在汉语中它是“银河”(“银河”)。

结构

规模

在图片中:银河系的轮廓。液化天然气是银河系的北极(更准确地说,是靠近太阳或天顶的极点方向)。UPG 是银河系的南极(或最低点)。银河系的直径约为 30,000 秒差距(约 100,000 光年,1 quintillion 公里),估计平均厚度约为 1,000 光年。在对作为 APOGEE 和 LAMOST 任务一部分的研究数据进行统计分析后,金丝雀天体物理研究所的研究人员得出结论,银河系圆盘的直径约为 200,000 光年。

星星数

根据现代估计,该星系包含 200 到 4000 亿颗恒星。它们中的大多数以扁平圆盘的形式存在。银河系还包含 25 到 1000 亿个褐矮星。

重量

银河系的大部分质量并不包含在恒星和星际气体中,而是包含在一个不发光的暗物质晕中,因此很难准确确定银河系的质量。截至 2009 年 1 月,银河系的质量估计为 3·1012 太阳质量,或 6·1042 千克。来自加拿大的天体物理学家于 2016 年 5 月发表的一项估计表明,银河系的质量仅为 7·1011 个太阳质量。2019 年,通过结合盖亚和哈勃任务的新数据,天文学家确定距离银河系中心 129,000 光年半径范围内的银河系质量约为 1.5 x 1012 个太阳质量。

磁盘

直到 1980 年代,天文学家才提出银河系是一个棒旋星系,而不是一个正常的旋涡星系。这一假设在 2005 年被莱曼斯皮策太空望远镜证实,它表明我们银河系的中心棒比以前认为的要大。科学家估计,在银心区域向不同方向突出的银盘直径约为10万光年。与光环相比,圆盘的旋转速度明显更快。它的旋转速度在距中心不同的距离处是不一样的。它从中心的零迅速增加到距离它 2000 光年的 200-240 公里/秒,然后略微减小,再次增加到大致相同的值,然后几乎保持不变。对圆盘旋转特性的研究使得估计它的质量成为可能;结果证明它比 M⊙ 大 1500 亿倍。年龄不超过几十亿年的年轻恒星和星团集中在盘面附近。它们形成所谓的扁平组件。其中有很多明亮而炙热的星星。星系盘中的气体也主要集中在其平面附近。它分布不均,形成了无数的气体云——从长度超过数千光年的异质结构的巨型云,到大小不超过一秒差距的小云。在银河系的外围区域,S 形星盘以逐渐扭曲的螺旋结构的形式弯曲。澳大利亚国立大学的科学家们已经确定银河系圆盘中磁场的大小在 15 到 20 μG(微高斯)的范围内。根据天体物理学家根据开普勒太空望远镜任务的观测数据计算,80%的恒星所在的星系厚盘的平均年龄为100亿年。

银河系中央有一个凸起,称为凸起,直径约 8,300 秒差距(27,000 光年)。银河核中心在人马座方向(α 265°,δ -29°)。从太阳到银河系中心的距离为 8500 秒差距(2.62⋅1017 公里,或 27,700 光年)。在银河系的中心,显然有一个超大质量黑洞(人马座 A*)(约 430 万 M⊙),据推测,它周围有一个平均质量为 1000 到 10000 M⊙ 的黑洞和一个轨道大约 100 年的周期,而相对较小的则有几千年。它们对相邻恒星的联合引力作用使后者沿着不寻常的轨迹移动。有人猜测,大多数星系的核心都有超大质量黑洞。银河系的中心区域的特点是恒星高度集中:在靠近中心的每立方秒差距中,有数千颗恒星。恒星之间的距离比太阳附近的距离小几十到几百倍。与大多数其他星系一样,银河系中的质量分布使得银河系中大多数恒星的轨道速度在很大程度上取决于它们与中心的距离。从中心棒到外圈,恒星的通常自转速度为 210-240 公里/秒。这样的速度分布,在太阳系中没有观察到,不同轨道的轨道速度明显不同,是暗物质存在的迹象之一。据信,银河棒长约 27,000 光年。这个棒穿过银河系中心,与我们的太阳和银河系中心之间的线成 44 ± 10 度角。它主要由被认为非常古老的红星组成。舱壁周围环绕着一个称为五千秒差距的环。这个环包含大部分银河分子氢,是我们银河系中一个活跃的恒星形成区。如果从仙女座星系观察,那么银河系的星系棒将是其中的一个亮点。 2016年,日本天体物理学家报告在银河系中心发现了第二个巨大黑洞。这个黑洞距离银河系中心 200 光年。观测到的有云天体占据了直径为0.3光年的空间面积,其质量为10万个太阳质量。这个物体的性质还没有被精确地确定——它是一个黑洞还是另一个物体。 2018年,根据银心钱德拉X射线空间实验室的观测数据,发现了12颗低质量X射线双星,其中一个很有可能是恒星质量黑洞。或许,在距离超大质量黑洞 1 秒差距(3.26 光年)处,它与紧凑型射电源人马座 A * 相关联,可能有 10-20,000 个黑洞。其中的组成部分之一,很有可能是恒星质量的黑洞。或许,在距离超大质量黑洞 1 秒差距(3.26 光年)处,它与紧凑型射电源人马座 A * 相关联,可能有 10-20,000 个黑洞。其中的组成部分之一,很有可能是恒星质量的黑洞。或许,在距离超大质量黑洞 1 秒差距(3.26 光年)处,它与紧凑型射电源人马座 A * 相关联,可能有 10-20,000 个黑洞。

袖子

银河系属于旋涡星系,这意味着银河系的旋臂位于盘面。圆盘浸入一个球形光晕中,其周围有一个球冠。太阳系位于距银河系中心 8500 秒差距处,靠近银河系平面(向银河系北极的偏移仅 10 秒差距),在臂的内边缘,称为猎户座手臂。这种布置使得无法在视觉上观察袖子的形状。来自分子气体 (CO) 观测的新数据表明,我们的银河系有两个臂,从银河系内部的一个棒开始。此外,里面还有一对袖子。然后这些袖子变成四臂结构,在银河系外围的中性氢线中观察到。

银河晕

星系晕呈球形,向星系外延伸5-1万光年,温度约为5-105K。 星系盘周围环绕着一个球状晕,由老恒星和球状星团组成,90%其中距离银河系中心不到10万光年。然而,最近发现了几个球状星团,例如 Pal 4 和 AM 1,它们距离银河系中心超过 200,000 光年。银河系光环的对称中心与银盘的中心重合。光晕主要由非常古老、暗淡、低质量的恒星组成。它们既可以单独存在,也可以以球状星团的形式存在,其中可以包含多达一百万颗恒星。银河系球状部分的人口年龄超过120亿年,通常被认为是银河系本身的年龄。虽然银盘含有气体和尘埃,使可见光难以通过,但球体成分却没有。活跃的恒星形成发生在盘中(特别是在螺旋臂中,这是密度增加的区域)。光晕中,星辰形成已经结束。开放簇也主要存在于磁盘中。据信,我们银河系的主体是暗物质,形成质量约为600-30000亿M⊙的暗物质晕。暗物质晕集中在星系的中心。光晕中的恒星和星团以非常细长的轨道围绕银河系中心移动。由于单个恒星的自转有些随机(即相邻恒星的速度可以有任何方向),因此光晕作为一个整体旋转非常缓慢。

亮度

银河系的总光度估计为太阳的 2.1 + 0.9-0.6⋅1010 光度,或 8.3 + 3.5-2.4⋅1036 W;银河系的绝对星等为−21.00 + 0.38−0.37。

交通

除了围绕中心自转外,本星系群的成员银河系,根据CMB偶极子各向异性,整体相对于CMB以大约(根据现代数据)627±22{ \ displaystyle 627 \ pm 22} km / c 沿星系坐标 l 276 ± 3 ∘ {\ displaystyle l276 \ pm 3 ^ {\ circ}}, b 30 ± 3 ∘ {\ displaystyle b30 \ pm 3 ^{\circ}}(此点位于九头蛇星座)。

发现历史

大多数天体组合成各种旋转系统。因此,月球围绕地球旋转,巨行星的卫星形成了自己的系统,拥有丰富的天体。在更高的层次上,地球和其他行星围绕太阳旋转。一个自然的问题出现了:太阳不也包括在一个更大的系统中吗? 18 世纪,英国天文学家威廉·赫歇尔 (William Herschel) 对这个问题进行了首次系统研究。他数了数天空不同区域的星星数量,发现天空中有一个大圆(后来称为银河赤道),将天空分成相等的两部分,上面的星星数量最多。另外,星星越多,天空离这个圆越近。最后发现,银河系就在这个圆上。多亏了这一点,赫歇尔猜测我们观察到的所有恒星都形成了一个巨大的恒星系统,该系统朝向银河赤道变平。最初,人们假设宇宙中的所有物体都是我们银河系的一部分,尽管即使是康德也提出一些星云可能是类似于银河系的星系。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。我们观察到的所有恒星都形成了一个巨大的恒星系统,朝向银河赤道变平。最初,人们假设宇宙中的所有物体都是我们银河系的一部分,尽管即使是康德也提出一些星云可能是类似于银河系的星系。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。我们观察到的所有恒星都形成了一个巨大的恒星系统,朝向银河赤道变平。最初,人们假设宇宙中的所有物体都是我们银河系的一部分,尽管即使是康德也提出一些星云可能是类似于银河系的星系。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。最初,人们假设宇宙中的所有物体都是我们银河系的一部分,尽管即使是康德也提出一些星云可能是类似于银河系的星系。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。最初,人们假设宇宙中的所有物体都是我们银河系的一部分,尽管即使是康德也提出一些星云可能是类似于银河系的星系。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。早在 1920 年,关于河外天体是否存在的问题就引起了争论(例如著名的哈洛·沙普利和格伯·柯蒂斯之间的大争端;前者为我们银河系的独特性辩护)。康德的假设最终仅在 1920 年代得到证实,当时恩斯特·伊库斯 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Ernst Epicus) 和埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 设法测量到一些螺旋星云的距离,并表明由于距离太远,它们不能成为我们银河系的一部分。由于它们的偏远,它们不能成为我们银河系的一部分。由于它们的偏远,它们不能成为我们银河系的一部分。

太阳在银河系中的位置

根据最新的科学估计,太阳到银河系中心的距离为 27,000 ± 1,400 光年,而根据初步估计,我们的恒星应该距离棒状体大约 35,000 光年。这意味着太阳更靠近圆盘的边缘而不是它的中心。与其他恒星一起,太阳以 220-240 公里/秒的速度围绕银河系中心旋转,每 2 亿年旋转一次。因此,在其存在的整个时间里,地球绕银河系中心飞行的次数不超过 30 次。在太阳附近,可以追踪距离我们大约 3000 光年的两个旋臂的部分。根据观察这些区域的星座,它们被命名为人马臂和英仙臂。太阳几乎位于这些螺旋状分支之间的中间。但是离我们比较近(按照银河系的标准),在猎户座中,还有另一条定义不太明确的臂——猎户臂,它被认为是银河系主要旋臂之一的分支。太阳围绕银河系中心的旋转速度几乎与形成旋臂的压实波的速度一致。这种情况对于整个银河系来说是非典型的:旋臂以恒定的角速度旋转,就像轮子中的辐条一样,恒星的运动以不同的模式发生,因此,几乎整个盘中的恒星群要么落入旋臂或从它们中掉出来。恒星和旋臂的速度唯一重合的地方就是所谓的自转圆,而太阳就在这个圆上。这种情况对地球极其重要,因为旋臂中发生了剧烈的过程,产生了对所有生物都具有破坏性的强大辐射。没有任何气氛可以抵御他。但我们的星球存在于银河系中一个相对安静的地方,几亿(甚至几十亿)年没有暴露在这些宇宙灾难中。也许这就是为什么地球上的生命能够诞生和生存的原因。

邻里

2015 年在一个相对较小的夜空方格中发现了九颗新的银河系卫星,就证明了可能仍有未被发现的矮星系与银河系存在动态联系。还有一些矮星系已经被银河系吞噬了,比如半人马座欧米茄。2014 年,研究人员报告称,银河系的大部分卫星星系实际上都位于一个非常大的圆盘中,并且轨道方向相同。这令人惊讶:根据标准宇宙学,卫星星系应该在暗物质的晕维度中形成,并且它们应该广泛传播并沿随机方向移动。这种差异尚未得到充分解释。

进化与未来

天文学家测量了银河系中 30,000 颗恒星的运动发现,在 100 亿多年前,银河系与海妖星系相撞,然后银河系与大型盖亚土卫二星系合并,导致形成一个厚圆盘并使其膨胀。土卫二盖亚的大小比现代银河系小 10 倍,但在大灾难发生时,这个比例是 1 比 4,因为当时的银河系要小得多。土卫二盖亚的质量略大于今天的小麦哲伦星云。斯隆数字巡天的阿帕奇点天文台银河演化实验 (APOGEE) 实验的科学家们在研究了近红外范围内数万颗恒星的化学成分和运动参数后,得出了 100 亿年的结论。 n.银河系可能会与质量约为 5·108 个太阳质量(大约是盖亚-土卫二星系质量的两倍)的内星系结构 (IGS) 的前身星系发生碰撞,因为数百颗恒星的速度和化学性质完全不同组成,让人想起银河低重量轨道的卫星组成。在银河系的光晕中,大约有三分之一的恒星被IGS系统的恒星占据。银河系中心约 4 kpc 范围内的贫金属恒星群,在化学和动力学上与其宇宙空间富含金属的对应物不同,很可能是银河系形成早期发生的大规模吸积事件的残余。道路。总共有至少 12 次银河系与其他星系的碰撞。根据美国加州大学河滨分校科学家的计算,10亿年前,船底座的矮星系、天炉星座的矮星系和其他几个超微弱的矮星系都是大麦哲伦星云的卫星,不是银河系。我们的银河系与其他星系发生碰撞是可能的,包括与仙女座这样的大星系发生碰撞,但由于对河外物体的横向速度一无所知,具体的预测仍然是不可能的。根据2014年9月公布的数据,其中一个模型显示,40亿年后,银河系将“吞噬”大大小小的麦哲伦星云,50亿年后,它本身将被仙女座星云吸收。根据其他计算,星系将在 45 亿年后发生切线碰撞。根据达勒姆大学计算宇宙学研究所的科学家的说法,现在正在远离银河系的大麦哲伦星云将在大约 10 亿年后展开并朝向我们的银河系中心,在那里它们将在大约15 亿年。在这种情况下,我们银河系的中心天体人马座 A* 的尺寸将增加 10 倍。作为 20 亿年碰撞的结果,太阳系可以被推出我们的银河系,进入星际空间。作为 20 亿年碰撞的结果,太阳系可以被推出我们的银河系,进入星际空间。作为 20 亿年碰撞的结果,太阳系可以被推出我们的银河系,进入星际空间。

模型

100,000 Stars - Google 的一个创意项目,用于可视化银河系

全景图

注释(编辑)

文学

Zasov A.V., Postnov K.A. 一般天体物理学。- Fryazino:第 2 世纪,2006 年 .-- 496 页。- ISBN 5-85099-169-7。Efremov Y. 银河系。- Fryazino: Century 2, 2006 .-- 64 页。和。- ISBN 5-85099-156-5。Thorsten Dambeck in Sky and Telescope,“Gaia's Mission to the Milky Way”,2008 年 3 月,p。36-39。Cristina Chiappini,银河系的形成和演化,美国科学家,2001 年 11 月/12 月,第 506-515 Bock B., Bock P. 银河系。译自4号,修订。阿米尔。编。- M .: Mir, 1978.296 羽。

链接

苏奇科夫洛杉矶银河。Astronet (1984) 斯皮策望远镜的 GLIMPSE 全景图 (eng.) 银河系的交互式全景. 布莱斯峡谷上空的银河(2010 年 7 月 27 日)。2014 年 2 月 16 日检索。天文学家发现了我们银河系的边缘