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),是一个巨型棒旋星系漩涡星系的一种),呈椭圆盘形,具有巨大的盘面结构,最新研究表明银河系拥有四条清晰明确且相当对称的旋臂,旋臂相距4500光年。太阳位于银河一个支臂本地臂上,至银心的距离大约是2.64万光年。包含1200亿颗恒星。
银河系整体作较差自转,太阳处自转速度约220千米/秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年。银河系的目视绝对星等为-20.5等,银河系的总质量大约是我们太阳质量的1.5万亿倍,银河系在大爆炸之后不久就诞生了,用这种方法计算出,我们银河系的年龄大概在125亿岁左右,上下误差各有5亿多年。而科学界认为大爆炸大约发生于138亿年前。银河系有两个伴星系大麦哲伦星系小麦哲伦星系。
银河系自内向外分别由银心银核银盘银晕银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星(以白矮星为主)
银盘是银河系的主要组成部分,是由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。在银河系中可探测到的物质中,有九成都在银盘范围以内。银盘外形如薄透镜,以轴对陵章探称形式分布于银心周围,其中心厚度约1万光年,不过这是微微凸起的核球的厚度,银盘本身的厚度只有两千光年,直径近16万光年,总体上说银盘非常薄。
除了1千秒差距范围内的银核绕银心作刚体定轴转动外,银盘的其他部分都绕银心作较差自转,即离银心越远转得越慢。银盘中的物质主要以恒星形式存在,占银河系总质量不到10%的星际物质,绝大部分也在银盘内。星际物质中,除电离氢、氢及多种星际外,还有10%的星际尘埃,这些直径在1微米左右的固态微粒是造成星际消光的主要原因,它们大都集中在银道面附近。
银河的盘面被一个球状的银晕包围着,直径25万~40万光年。由于盘面上的气体和尘埃会吸收部分波长的电磁波,所以银晕的组成结构还不清楚。盘面(特别是旋臂)是恒星诞生的活跃区域,但是银晕中没有这些活动,疏散星团也主要出现于盘面上。
银盘主要由星族Ⅰ组成,如G~K型主序星巨星新星状星云、天琴座RR变星、长周期变星半规则变星等
银河系的中心,即银河系的自转轴银道面的交点。在星系的中心凸出部分,呈很亮的球状,直径约为两万光年,厚1万光年,这个区域由高密度的恒星组成,主要是年龄大约在100亿年以上老年的红色恒星。表明,在中心区域存在着一个巨大的黑洞,星系核的活动十分剧烈。天文学家观测发现银河系最中心的长宽高各一秒差距(3.26光年)空间内分布着高达驼淋乐盼4200万颗恒星,或者说那里的恒星密度高达每立方光年有28.9万颗恒星,比我们太阳系附近的恒星密度高了7200万倍。
银心在人马座方向,1950年历元坐标为:赤经17°42′29″﹐赤纬-28°59′18″。
银心除作为一个几何点外,它的另一含义是指银河系的中心区域。太阳距银心约十千秒差距,位于银道面以北约八秒差距。银心与太阳系之间着大量的星际尘埃,所以在北半球用光学望远镜难以在可见光波段看到银心。射电天文和红外观测技术兴起以后,人们才能透过星际尘埃,在2微米至73厘米波段探测到银心的信息。中性氢21厘米谱线的观测,在距银心四千秒差距处有氢流膨胀臂,即所谓“三千秒差距臂”(最初将距离误定为三千秒差距,后虽订正为四千秒差距,但仍沿用旧名)。大约有1000万个太阳质量的中性氢,以53km/秒的速度涌向太阳系。在银心另一侧,有大体同等质量的中性氢膨胀臂,以135km/秒的速度离银心而去。它们应是1000万~1500万年前以不对称方式从银心抛射出来的。在距银心300秒差距的天区内,有一个绕银心快速旋转的氢气盘,以70~140千米/秒的速度向外膨胀。盘内有平均催厦虹直径为30秒差距的氢云。
在距银心70秒差距处,有激烈扰动的电离氢区,以高速向外扩张。现已得知,不仅大量气体从银心外涌,而且银心处还有一强射电源,即拒她笑腿人马座A,它发出强烈的同步加速辐射甚长基线仪的探测表明,银心射电源的中心区很小,甚至小于十个天文单位,即不大于木星绕太阳的轨道。12.8微米的红外观测资料指出,直径为1秒差距的银核所拥有的质量,相当于几百万个太阳质量,其中约有100万个太阳质量是以恒星的形式出现的。银心区有一个大质量致密核,或许是一个黑洞。流入致密核心吸积盘的性电子,在强中加速,产生了同步加速辐射
银河晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内,银晕直径约10万光年,这里恒星的密度很低,分布着一些由老年恒星组成的球状星团,在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区称银冕,银冕至少延伸到距银心32万光年远
科学家改写了以往对银河系晕结构的认识。国家天文台研究人员利用LAMOST观测的晕族红巨星直接匙凝绘制出银河系40千秒差距(1秒差距约为3.26光年)内的三维剖面图,从而出恒星晕的复杂构成——内部呈扁球形,外部则逐渐变成球形。恒星数密度则按照单一幂律形式由内向外减少
中美德科学家组成的国际科研团队绘制出尺度为10万x 10万光年的全新银河系结构图。该图是迄今最精确的银河系结构图,它清晰地展示银河系是一个具有四条旋臂的棒旋星系
人们居住的太阳系不在四条主旋臂上,而非常接近于于这四条主旋臂的一条本地臂上。这条本地臂位于英仙臂和人马-船底臂之间,长度约为20000光年,比以前估计的要钻榜仔大得多,它的形状和包含丰富的大质量恒星形成区可与其他4条主旋臂类比。本地臂或许不是孤立的臂段,极有可能是邻近英仙臂和人马-船底臂的一部分。太阳离银河系中心距离为26000光年,绕银心旋转速度为236千米/秒,即绕行一周大约要2.12亿年。太阳几乎在银盘的中心平面上,距中心面垂直距离约为20光年,比以前的估计值82光年要小
云是恒星形成的主要场所。银河系核心部分,即银心银核,是一个很特别的地方。它发出很强的射电辐射红外辐射X射线辐射和γ射线辐射,性质尚不清楚,那里可能有一个巨型黑洞,据估计其质量达到太阳质量的402万倍。
银河系包括1000亿~4000亿颗恒星和大量的星团星云以及各种类型的星际气体星际尘埃,从地球看银河系呈环绕天空的银白色的环带。银河系的90%的物质为恒星。银河系总质量约为太阳的1.5万亿倍
太阳系位于猎户座旋臂靠近内侧边缘的上,距离银河系中心约2.64万光年,逆时针旋转,绕银心旋转一周约需要2.2亿年。在本星际云(Local Fluff)中,距离银河中心7.94±0.42千秒差距我们所在的旋臂与邻近的英仙臂大约相距6,500光年(通过测定离地球约6370光年的一个大质量云核的距离得出)。我们的太阳系,正位于所谓的银河生命带。
太阳运行的方向,也称为太阳向点,指出了太阳在银河系内游历的径,基本上是朝向织女,靠近武仙座的方向,偏离银河中心大约86度。太阳环绕银河的轨道大致是椭圆形的,但会受到旋臂与质量分布不均匀的扰动而有些变动,我们当前在接近近银心点(太阳最接近银河中心的点)
太阳系大约每2.25亿~2.5亿年在轨道上绕行一圈,可称为一个银河年,因此以太阳的年龄估算,太阳已经绕行银河20~25次了。太阳的轨道速度是217km/秒,换言之每8天就可以移动1个天文单位,1400年可以运行1光年的距离。
银河系、仙女座星系三角座星系本星系群3个主要的星系,本星系群总共约有50个星系,而本星系群又是本超星系团的一份子。
银河被一些本星系群中的矮星系环绕着,其中最大的是直径达2.1万光年的大麦哲伦星系,最小的是船底座矮星系、天龙座矮星系和狮子II矮星系,直径都只有500光年(不如蜘蛛星云的直径)。其他环绕着银河系的还有小麦哲伦星系,最靠近的是大犬座矮星系,然后是人马座矮星系、小熊座矮星系玉夫座矮星系六分仪座矮星系天炉座矮星系和狮子座矮星系。
。在银河系总质量中,约2000亿颗恒星以及银河系中心一个超大型的黑洞仅占很小的比例,大部分质量来自
,英国天文学家哈雷通过观测和分析,首次指出恒星不动的概念是错误的。后来,赫歇耳正确地认识到,我们所观测到的恒星运动是由恒星自身的运动和太阳的空间运动两部分合成的结果。
,英国天文学家赖特(Wright )发表了《的新理论》一书。他根据银河状况,银河系是扁平的
,人康德首次明确提出在银河系外的空间中存在着无数个类似的系统,称为河外星系,或简称星系
,赫歇耳通过对所观测到的大量恒星运动的统计分析,发现太阳以大约每秒20千米的速度朝着织女星方向运动,太阳空间运动的发现彻底了哥白尼日心体系中太阳固定不动的观念
,英国天文学家威廉·赫歇耳用“恒星计数”的方法绘制了一张银河图,他用方法得出了银河系恒星分布为扁盘状,被群星环绕,其长度为7000光年,宽1400光年。我们的太阳处在银河系的中心,这是人类建立的第一个银河系模型,它虽然很不完善,但使人类的视野从太阳系扩展到银河系广袤的恒星世界中。
,英国天文学家威廉·赫歇耳用自制的反射望远镜进行了系统的恒星计数观测,他计数下117600颗恒星,以此得出了一个恒星系统呈扁盘状的结论
,恒星光谱中电离钙谱线的发现,出星际物质的存在。随后的分光和偏振研究,证认出星云中的气体和尘埃成分。
,卡普坦为了重新研究恒星世界的结构,提出了“选择星区”计划,后人称为“卡普坦”。他于1922年得出与F.W.赫歇耳的类似的模型,也是一个扁平系统,太阳居中,中心的恒星密集,边缘稀疏。在假设没有明显星际消光的前提下,于1918年建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心。到20世纪20年代,沙普利模型已得到天文界。由于未计入星际消光效应,沙普利把银河系估计过大。到1930年,特朗普勒星际物质存在后,这一偏差才得到纠正。
,赫罗图问世后,按照光谱型和光度两个参量,得知除主序星外,还有超巨星、巨星、亚巨星亚矮星白矮星五个分支。科内利斯·伊斯顿再度公布错误的银河系漩涡结构图。
,美国天文学家沙普利通过对银河系内分布的分析,确认太阳并不位于银河系的中心,而是处于相对说来比较靠近银河系边缘的地方,从而纠正了赫歇耳银河系模型的错误
,银河系自转被发现后,沙普利的银河系模型得到。但由于未计入星际消光,沙普利模型的数值不准确。研究银河系结构传统上是用光学方法,但有一定的局限性。近几十年来发展起来的射电方法和红外技术成为研究银河系结构的强有力的工具。在沙普利模型的基础上,我们对银河系的结构已有了较深刻的了解。
,哈勃用威尔逊山天文台的胡克望远镜通过观测,将M31的外围部分分解为单个的恒星,并认出其中的一颗是造父变星,接着在M31中又找到几颗造父变星。此外,在M33和NGC6822中也发现了一些这类变星
,天文学家林得布拉德(Lindblad Bertil)分析出银河系也在自转。把对银河系的认识大大向前推进了一步
,荷兰天文学家奥尔特(Oort)证明我们所在的巨大的恒星系统——银河系确实在绕中心自转,同时说明银河系的整体不是固体。因此,越靠近中心,自转越快,银河系边缘自转缓慢
,天文学家林德布拉德提出“密度波”概念,后来美国科学家提出了系统的密度波理论,初步解释了旋臂的稳定性
,威廉·摩根(William Morgan)与光谱学家飞利浦·基南共同发表一套完整的光谱图集来描述各种不同光谱型和光度级的恒星之光谱特征,称为MK(摩根—基南)分类系统。
,巴德通过仙女星系的观测,判明恒星可划分为星族Ⅰ和星族Ⅱ两种不同的星族。星族Ⅰ是年轻而富金属的,分布在旋臂上,与星际物质成协。星族Ⅱ是年老而贫金属的,没有向银道面集聚的趋向。
,用49个OB型单星及三个OB型星群的距离,无法出清楚的旋臂结构。同时受到巴德的改而观测描绘银河系中的HII区,并用位于其中的OB型星来定出距离。通过电波观测,发现银河系的星际空间存在着大量气体,尤其是中性氢,它们几乎遍布整个银河系,这些气体发射波长为21厘米的电波。当人们弄清楚了这些中性氢气云在银河系中的分布后,他们便推测了银河系的大致形状,认为那是一个旋窝星系。
,耶基斯天文台的天文形态学者威廉-摩根提出,银河是螺旋形的。根据摩根的说法,银河系有3条炽热恒星群组成的旋臂,分别是英仙座、猎户座和人马座旋臂。本杰明说,近年来,人们普遍的是,银河系有4条主要旋臂,分别是定规座旋臂、半人马座旋臂、人马座旋臂和英仙座旋臂。太阳坐落在位于人马座和英仙座之间的一条小旋臂--猎户座旋臂附近
,根据金属含量、年龄、空间分布和运动特征,进而将两个星族细分为中介星族Ⅰ、旋臂星族(极端星族Ⅰ)、盘星族、中介星族Ⅱ和晕星族(极端星族Ⅱ)。
,美籍华裔科学家林家翘徐遐生提出旋涡星系螺旋臂的维持密度波理论,初步解释了旋臂的稳定性,他们螺旋臂只是螺旋密度波的显示
,人们通过探测银河系一氧化碳的分布,意外地发现了银河系的第四条旋臂,它跨越狐狸座和天鹅座
年,英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质,指出银河系中心的能源应是一个黑洞
,法国的两位天文学家还具体地绘制出了以上四条放臂在银河系中的,这是迄今最好的银河系漩涡结构图像
,美国天文学家贾纳斯和艾德勒发表了令人的新说法--他们通过对银河系434个银河星图的图表绘制,发现银河系并没有漩涡结构, 而只是一小段一小段的零散旋臂,漩涡只是幻影,这是因为银河系各处产生的恒星总是沿银河系旋转方向形成一种“串珠”,而不断产生的新恒星连续地着涡漩的幻影
,太阳离银心到底有多远:这个所谓的“银心距”,对于银河系来说,是个基本的和重要的参数。自 1918年以后的70来年间,一直有人根据球状星团的空间分布等方式进行探讨。许多人设法运用不同的方式研究。科学家们得出的数值不相同,最小为2.28万光年,最大为2.77万光年。经科学家得出结果是2.44万光年,上下可能各有3000光年的误差。照这样说来,太阳和太阳系都在银河系中比较靠近中间的地方。
,升空的“斯皮策”太空望远镜已对从太阳系的小到可观测边缘的遥远星系进行了逾10年的研究。在此期间,为完成银河系的红外图像记录,“斯皮策”已工作4142个小时。这是首次在一张巨幅全景图上将所有星辰的图片拼接再现。我们的星系是个扁平的螺旋盘,太阳系位于其中一个螺旋臂上。痦子的位置与命运图当我们望向星系中心时,总能看到一个充满星辰又尘土飞扬的区域。由于大量尘埃和气体了可见光,因此在地球上无法直接用光学望远镜观测到银河系中心附近的区域。而由外线的波长比可见光长,所以红外望远镜“斯皮策”能穿透密集的尘埃并观测到更遥远的银河系中心地带。3月21日天文学家根据获取的数据绘制了一幅更精确的银河系中心带星图,并指出银河系比我们先前所想的更大一些。这些数据使科学家能建立起一个更全面立体的星系模型
,天文学家使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年,因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁,因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁
,斯必泽空间望远镜了这项怀疑,还确认了在银河核心的棒状结构比预期的还大。科学家用斯皮策(史匹哲)红外太空望远镜对银河系中心进行了一次全景式扫描,他们分析了扫描得到的数据后认为,银河系的中心是一个棒状结构。天文学家说,这个棒状体长约2.7万光年,比早先的猜测长7000光年,它所指的方向相对于太阳和银心连线°。这一研究了早先人们对银河系形状的猜想:银河系不是一个简单的旋涡星系,而是一个有棒状星核的SBc棒旋星系(旋臂宽松的棒旋星系),总质量大约是太阳质量的0.6万亿~3万亿倍。有大约1000亿颗恒星。银河的盘面估计直径为10万光年,太阳至银河中心的距离大约是2.6万光年,盘面在中心向外凸起。
都是单星。银河系中大部分的物质是暗物质,形成的暗银晕有0.6万亿~3万亿个太阳质量,以银核为中心聚集着。银河的棒状结构长约2.7万光年,以44±10度的角度横亘在太阳与银河中心之间,它主要由红色的恒星组成,大多是老年的恒星,一般认为银河系中的恒星多为双星或聚星。研究人员的报告指出,过去发现银河系的盘面有不明原因的倾斜,现今已经发现是环绕银河的大小麦哲伦星云的扰动所造成的涟漪。是在它们穿过银河系的边缘时,导致了某些频率的震动所造成的。科学家宣布说,他们已银河系发生了弯曲变形,而导致其变形的力量来自环绕其外围的暗物质激荡。科学家解释说,暗物质虽然看不见,但它们的质量可能是银河系中可见物质的20倍,所以对银河系中的影响是不可小视的
,另外一个令人关注的问题是“人马座A*(Sagittarius A*)”:一个让人困惑多年的位于银心的射电发射源。天文学家一直怀疑那是存在于银河系中心的巨大黑洞,但始终没得到确凿的。科学家宣布说,他们通过观测银心中的确存在着黑洞。科学家花了16年时间在智利的欧洲南方天文台追踪围绕银心运行的28颗恒星,从而了黑洞的存在,因为黑洞影响着这些恒星的运行。探测表明,这个名为“人马座A*”的巨型黑洞,其质量是太阳的400万倍,距离地球大约2.7万光年
3月6日,美国用德尔塔ΙΙ型火箭发射了世界第一个专门用于寻找类地的空间望远镜——“开普勒”。其任务是寻找与地球相似的星球,解答“地球是否是孤独的”这一历史难题。如果发现许多类地,就意味着生命可能在银河系内普遍存在。专家预计,“开普勒”可发现50颗以上的类地
,科学家公布了最新的观测数据,银河系的质量仅为仙女座的一半。这个研究结果来自一支国际研究小组,包括卡内基·梅隆大学学家马修·沃克,他们的研究论文发表在英国皇家天文学会的月刊上。论文指出,研究小组使用了一种全新的方法去测量星系的质量,比以往的测量方法更加精确
3月,科学家使用斯隆数字巡天勘测数据分析了银河系边缘恒星的亮度和距离,结果发现银河系边缘像瓦楞纸板一样,存在皱褶结构,凹槽中存在着恒星。实际上这些恒星区域也是银河系的一部分,真实的银河系比之前预想大50%
4月10日,美国国家航空航天局(NASA)消息,天文学家使用哈勃太空望远镜,首次精确测量了地球与中最古体系统之一——球状星团NGC 6397的距离。新研究有助于对年龄进行估算,使用的测量方法也将帮助天文学家改进恒星演化模型
3月,科学家们利用美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜和欧州航天局盖亚任务的观测数据来对银河系质量进行估计,得出的结果是约为1.5万亿太阳质量
03月25日,英国科学家,达勒姆大学物理学家艾丽丝·迪森及其同事利用银河系附近星系,找到了银河系的边界。他们的最新研究显示,银河系的精确直径为190万光年,误差不超过40万光年(1光年等于94600亿千米)
2019年2月6日,哈勃太空望远镜在银河系“后院”发现一个此前不为人知的矮星系,新发现的恒星系亮度微弱,直径约3000光年,仅相当于银河系一块“碎片”。研究人员将其命名为“Bedin 1”。它有长达130亿年的历史,在天文学上相当于早期的“活化石”,可以帮助早期演化的奥秘
科学家利用NASA的远紫外谱仪探索卫星首次探测到船底座伊塔星(Eta Carinae)的伴星。船底座伊塔星是银河系中最重最奇异的星体,坐落在离地球7500光年船底座,在南半球用就可以清楚的看到。科学家认为船底座伊塔星是一个正迅速衰亡的不稳定恒星
《自然》报道,美国天文学家在距离地球149光年的天鹅座中的HD 188753星系发现了一个具有三颗恒星的奇特星系
通过分析星系团(图中左侧的点),斯隆数字天空观测计划天文学家确定,暗能量正在驱动着不断地膨胀
据英国《卫报》报道,正在膨胀是本年度最重大的科学突破。近73%的由神秘的暗能量组成,它是一种反重力。在19日出版的美国《科学》上,暗能量的发现被评为本年度最重大的科学突破。通过望远镜,人类在中已经发现近2000亿个星系,每一个星系中又有约2000亿颗星球。但所有这些加起来仅占整个的4%。
在新的太空探索基础上,以及通过对100万个星系进行仔细研究,天文学家们至少已经弄清了部分情况。约23%的物质是“暗物质”。没有人知道它们究竟是什么,因为它们无法被检测到,但它们的质量大大超过了可见的总和。而近73%的是最新发现的暗能量。这种奇特的力量似乎正在使加速膨胀。英国皇家天文学家马丁·里斯爵士将这一发现称为“最重要的发现”。
这一发现是绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和斯隆数字天文台SDSS)的。它解决了关于的年龄、膨胀的速度、组成的成分等一系列问题的长期争论。天文学家现今相信的年龄是138亿年
美国航空航天局(NASA)在2013年6月召开的美国天文学会第222次会议上公布了Swift探测器所拍摄的大麦哲伦星云(LMC)和小麦哲伦星云(SMC)的最新震撼照片,这是NASA有史以来公开过的最高清的太空图片。这些史无前例的高清图像将帮助科学家进一步辨识和研究两个星云中所存在的恒星、以及星团系统。
这些图像均来自Swift探测器所搭载的紫外线光学望远镜(UVTO),NASA和戈达德空间飞行中心和州大学的物理学家合作利用雨燕卫星上紫外/光学望远镜对离我们最近的两个星系进行了各种角度的拍摄,然后将拍摄下来的数万张小型照片拼接创建了分辨率超过1.6亿像素的最清晰的照片,总容量达到了457MB,格式为TIFF。
大麦哲伦星云的原始图片像素数高达1.6亿,由2200张局部照片拼接而成,而拍摄这些照片共耗时5.4天。而小麦哲伦星云的原始图片像素数则为5700万像素,由656张局部照片组成,拍摄耗时共计1.8天
据NASA资料显示,大麦哲伦星云和小麦哲伦星云都是距离我们银河系最近的大型系统,属于银河系的伴星系。其中,大麦哲伦星云距离银河系约16.3万光年,其规模约为银河系的20%,质量仅相当于银河系的2%,而小麦哲伦星云距离银河系约20万光年,质量是大麦哲伦星云的50%。
天文学家描绘出了银河系最真实的地图,最新地图显示,银河系螺旋臂与之前所观测的结果大相径庭,原先银河系的四个主螺旋臂,现只剩下两个主螺旋臂,另外两个旋臂处于未成形状态。
这个描绘银河系进化结构的研究报表在美国圣易斯召开的第212届美国天文学协会会议上。3日,威斯康星州立大学怀特沃特分校的罗伯特·本杰明将这项研究报告向记者进行了简述。他指出,银河系实际上只有两个较小的螺旋手臂,与天文学家所推断结果不相符。
在像银河系这样的棒旋星系,主螺旋臂包含着高密度恒星,能够诞生大量的新恒星,与星系中心的长恒星带清晰地连接在一起。与之比较,未成形螺旋手臂所具有的高气体密度不足以形成恒星。
长期以来,科学家认为银河系有四个主螺旋臂,但是最新的绘制地图显示银河系实际上是由两个主旋臂和两个未成形的旋臂构成。本杰明说,“如果你观测银河系的形成过程,主螺旋手臂连接恒星带具有着重要的意义。同样,这对最邻近银河系的仙女座星系也是这样的。”
绘制银河系地图是一个不同寻常的挑战,这对于科学家而言就如同一条小鱼试图探索整个太平洋海域一样。尤其是灰尘和气体时常模糊了我们对星系结构的观测。据悉,这个银河系最新地图主要基于“斯皮策空间望远镜”红外线摄像仪所收集的观测数据。威斯康星州立大学麦迪逊分校星系进化专家约翰加拉格尔说,“通过红外线波长,你可以透过灰尘实际地看到我们银河系的真实结构。”当前,斯皮策空间望远镜所呈现的高清晰图像使天文学家能够观测大质量恒星是如何进化、结构是如何成形的。
欧洲航天局2016年9月14日公布了一幅借助盖亚空间探测器测绘完成的银河系三维地图,显示11.4亿颗恒星的和亮度。这是迄今人类绘制的最精确银河系地图
在北半球夏季看到的银河(在天蝎座人马座延伸至夏季大三角,甚至仙后座)最明显,冬季银河很黯淡(在猎户座大犬座)。
科学家利用斯隆数字巡天测光光谱数据,对银河系的银盘进行了研究。结果了教科书上银河系的形象,表明银盘存在波浪状的结构,并且银盘的尺寸也可能比传统认为的更大。
传统观点认为,银河系的银盘应该是一个平滑的盘,从银心向外密度呈指数下降,而且在银盘的上下两侧(或者说南北两侧),密度应该是镜像对称的。2002年,美国伦斯勒理工学院的海蒂·纽伯格及其同事发现,在银盘的最外侧边缘存在恒星密集分布的团块,这一成团子结构被称为麒麟座星环。后来,其他天文学家又在麒麟座星环以外发现了另一个类似的子结构,被称为三角座-仙女座星流。
一个研究团队对2002年斯隆数字巡天的观测数据作了进一步分析,发现了另外两个类似子结构存在的迹象。这另外两个子结构位于麒麟座星环和我们的太阳之间。离太阳最近的子结构,距离银心大约3万光年,银盘以北的恒星密度超出预期;另一个子结构距离银心大约4万~4.5万光年,银盘以南的恒星密度超出预期。
它们分别命名为北近结构(north near structure)和南中结构(south middle structure)
当Alis Deason重新校准测量银河系质量的仪器时,竟然发现银河系质量减小了。“我们发现银河系的质量只有一般所认为的一半。”Deason说。她是美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的天文学家,在美国天文学会第221次会议告了她的测量结果。
测量银河系的质量比较复杂,部分原因是其质量大多来源于无法看到的暗物质。科学家们通常会测量星系的旋转速率,并结合暗物质分布规律的理论得出结果。利用这个方法,哈佛—史密森物理中心的Mark Reid及其团队测量出了相当于太阳质量几万亿倍的银河系总质量,并于2009年发布。不过,Reid仍表示,“测量银河系的总质量非常复杂”,并且存在诸多不确定因素。
Deason和她的同事采取了不同的方法。在现今发表在《皇家天文学会月报》上的研究中,他们首次搜寻银河系光晕——直径为10亿光年的光球——里距中心非常遥远的星体。Deason解释,这些星体的扩散速度可以银河系的质量。
结果显示,银河系的质量“仅仅”是太阳质量的5000亿~10000亿倍——比之前Reid的测量结果的一半还要小。Deason提醒,这一结果是基于她对银河系光晕的大小以及星体围绕星系中心运动的假设而得出的。不过,她认为这些假设都是有可信服的理论依据的。
Reid表示,测量银河系的质量“对理解银河系是怎样形成的以及星系团在未来几十亿年的发展趋势是很重要的”。因为星系团之间有引力存在。“知道银河系总质量的最好办法是了解星系团完整的三维速度。”他说。
现有的技术并不能提供这些信息,不过Deason希望更大望远镜的观测结果可以尽快她的结论。“我们需要更多距离银河系中心更远的星体。”她说
哥伦比亚大学的科学家对银河系的质量进行了精确计算,最新的结果认为银河系质量大约是太阳的2100亿倍,包括银河系边缘拥有数千颗恒星的恒星团。科学家通过超级计算机运行后获得了银河系质量分布图,计算出的银河系质量是最为精确的,这项研究结果有助于我们对银河系的结构进行研究,比如银河系的跨度等。之前我们对银河系质量的估计来自观测恒星移动的速度,其中拥有巨大的误差。
为了得出这个结论,研究人员提出了一种新的方法来估算银河系质量,来自哥伦比亚大学的博士Andreas Kupper负责本项研究。研究小组认为可以通过斯隆数字巡天观测到由于银河系质量所导致的波动现象,利用哥伦比亚大学的超级计算机模拟出多少质量能够诱发如此规模的波动。当然其中还要考虑银河系的自转速度、不同球状星团的等,这些因素对波动的产生有着一定的影响。通过这种方式并结合银河系大约12万光年的直径,科学家计算出银河系的质量为2100亿倍太阳质量。
这个数字虽然是截止2015年较为精确的值,但仍然存在不确定性,偏差可能达到20%左右,比之前银河系的质量估计值偏差要小很多。早前的数据认为银河系的质量是太阳的7500亿倍,甚至一度达到1万亿倍,误差率达到100%,几乎无法确定银河系的具体质量。虽然我们对银河系的质量有了进一步的理解,但科学家认为这个值仍然不太准确,因为银河系的直径还无法确定。计算使用了12万光年的值,但有研究显示银河系的线万光年,部分物质与仙女座星系发生了重叠。
在银河系附近还有大量的暗物质无法观测,大多数恒星聚集在4万光年的半径内,之外几乎完全是由暗物质,因此银河系内还有许多无法观测到的暗物质质量。科学家正在使用斯隆数字巡天,以便对银河系内的恒星进行更加精确定位。银河系的大小在中应当属于中流水平,不会太“重”也不会太“瘦”,下一步科学家计划继续对银河系质量进行研究,并与中的其他星系进行对比
该研究假设地球生命在一定程度上代表了中普遍的生命演化方式,认为智慧生命诞生于一颗与恒星距离适当的岩石上,经历大约50亿年的演化过程。如果这一假设是正确的,那么在银河系中,人类可能并不是唯一的智慧生命,只是由于距离太过遥远,使我们到如今还未与其他邻居相遇。
类似地球的外星文明是否存在,地球是不是银河系的孤独星球,这个古老的问题第一次有了具体的推测数字,距离答案又近了一步。
英国诺丁汉大学物理学教授康塞利斯和韦斯特比把他们的研究论文发表在《生物学》网站(2020年4月)和《物理学》(2020年6月)上。
探索银河系还有多少星球上可能存在类似地球文明,如今最主要的工具是德雷克公式,1961年天文学家德雷克提出的。
这个公式包含7个因数,根据这些因数推算出银河系可能存在的具有交流能力的智慧文明星球的数量。要进行运算,必须先确定所有的因数。
这些因数从银河系每年平均诞生多少恒星、这些恒星中能形成类地的比例,到一种类地球文明从产生到具备向太空发出能够探测到的通信交流信息的能力,需要多长时间。
2013年,美国麻省理工大学(MIT)物理学家西格尔提出了她的公式,用来推算今后几年可能发现多少具有可探测生命迹象的。
这个公式的因数包括可以观察的恒星数量,其中多少周围有围绕,其中能够被观察的有多少,等等。
西格尔的公式不涉及外星生命是否具有智能,是否能使用无线电发射信号等;她关注的是星球上的生量上是否多到足以改变星球大气层的化学成分组合,就像地球的大气层一样。这种化学成分的组合类似于人的指纹,通过大气层的分析可以探测那个星球上是否存在生命,以什么形式存在。
但是,这两个工具为什么到如今还没有得出有实际意义的运算结果呢?关键是组成公式的因数大部分未知。
《大问题:》一书作者克拉克在书中指出,德雷克的公式最主要的用途是提供了一种思,一个框架。
因为公式运算所必要的7个因数里只有一个是已知的,即每年有多少新的恒星形成,天文学界普遍接受的一个计算结果是每年平均7颗。
而西格尔公式的致命弱点和德雷克公式一样,许多因数的数值无法确定,没有多少量化计算的价值,但两者都有助于人们整理思。
近日,国际学术期刊《自然-天文学》最新在线发表一篇天文学研究论文称,银河系内恒星的诞生可能源自银河系与邻近的人马矮星系的周期性“近距离接触”。
诺丁汉大学物理学家康塞利斯和韦斯特比在德雷克公式的基础上提出了新的思,或者说用新的因数和假设前提调整了公式,得出的结论比“0-10亿之间”那种无意义的跨度更具体。
他们的运算基于一组假设,首先,假设银河系其他类似地球的星球上,智慧生命的形成和进化跟地球文明一样,那么诞生几十亿年后自然而然就会出现生命,然后不断进化。
根据生物学哥白尼原则,在必要条件都具备的情况下,一切都可能发生,从化学反应到星球形成。
假设智慧生命的形成有科学规律,而不是随意、随机,无规律,或者只有一个没有第二个,那么根据康塞利斯团队的计算,得出的结果是“至少36”,即银河系可能存在至少36个与地球文明类似的活跃的、具有交流能力的外星文明。
哥白尼是15-16世纪欧洲文艺复兴时期的波兰神父、天文学家、数学家、医学家和博士,他提出了日心说(太阳是的中心,地球围绕太阳转),留下巨著《运行论》,彻底改变了人类的观。
被称为生物学的哥白尼极限分强极限和弱极限。弱极限是指一颗形成后至少经过50亿年才可能出现智慧生命,比如地球智慧生命出现的时间最多是50亿年前,或者是那之后的任何一段时间。
在较宽松的哥白尼理论弱极限假设下,康塞利斯团队推算出银河系目前至少有928个外星智慧文明。这意味着在更近的距离内有更多的文明存在,探测一次需要大约700年。
强极限包括一系列十分严格的限定条件;根据强极限假设,银河系中类地球形成后45亿到55亿年之间出现生命,过程参照地球。据此算出银河系目前可能具备交流技能的智慧文明星球的数量大约在4到211个,其中可能性最大的数值是36。
康塞利斯指出,这是保守估计。因为他们的计算中还有一个设定值,那就是地球文明开始向发出电波信号的时间,迄今为止大约100年。
因为外星文明距离地球至少1.7万光年,地球人与外星人一对一接触、交流的情形最早也得再等6120年才可能出现,如果地球文明能延续到那一天的话。
不过,他们在论文中指出:“对外星智慧文明的搜寻不仅了生命形式的存在,也为我们自己的文明将持续多久提供了线索。即使我们一无所获,我们也在探寻自己的未来和命运。”
如果事明,银河系中存在的文明比该研究所预测的更多,那就意味着生命可以在比地球更宽泛的条件下演化,或者表明迄今为止,地外文明的寿命往往比我们人类的文明长久得多。
另一方面,如果对地外生命的搜寻仍然一无所获,可能就意味着生命的出现在中非常罕见;或者当智慧生命出现时,他们往往会迅速。
研究人员计算出,外星文明所的可探测信号理论上需要大约3060年的时间才能被我们接收到。
换言之,要与这样的外星文明建立双向对话,人类(和外星人)必须在至少6120年的时间里保持文明的延续。
英国剑桥大学专家肖托尔博士认为,最新算式里有不少设定因数过于含混,需要细致剖析,清晰界定,否则推算出来的结果意义不大。
伦敦大学学院穆拉德太空科学实验室的科蒂斯教授承认康塞利斯团队的假设和推算有其合,但寻找外星文明的努力,至少目前来看,还是着眼于离地球较近的太阳系更现实。
这方面努力包括欧洲宇航局和俄罗斯合作的 Exomars 2022火星登陆和探索计划,将来还计划探索
天文学家早就知道,银河系中最亮的部分是呈薄煎饼状的恒星盘——太阳身处其中,其宽约12万光年,恒星盘之外是气体盘。一块巨大的暗物质光晕包裹着这两个圆盘,并延伸到远远超出它们的范围之外。但由于这个暗晕不发光,因此科学家很难测量银河系的直径。
为找到银河系的边界,迪森团队利用计算机模拟了银河系等巨大星系的形成方式,他们特别模拟了银河系和其最近大星系
利用现有的望远镜观测结果,迪森团队发现,银河系附近的小星系也出现了同样的速度下降情况。他们表示,这种情况发生在距银河系中心约95万光年的地方,此处应该就是银河系的边界。由此他们得出结论称,银河系宽约190万光年。而且,尽管银河系大部分质量由暗物质构成,但模拟显示,银河系边缘可能也存在恒星。
他们希望未来能通过发现更多附近小星系,来进一步精确银河系边缘的。德克萨斯大学奥斯汀分校物理学家迈克·科尔钦并未参与这一研究,他表示,天文学家还可以在银河系边缘寻找恒星,在这些遥远地方的恒星可能会非常暗淡,但未来应该可以找到它们。
天文学家罗斯玛丽·怀斯也未参与最新研究,但她指出,最新测量结果还可以帮助天文学家厘清银河系其他性质。例如,银河系越大,其“体重”也越重,与它“共舞”的星系应该也会越多。科学家迄今已为银河系找到约60颗“舞伴”,未来应该可以找到更多。
根据已知长寿命放射性核的衰变时间(即半衰期),从某些放射性中子俘获元素的丰度数据人们可以测定银河系中最古老恒星的年龄,从而定出银河系的年龄,这种放射性年龄测定方法称为核纪年法。例如,钍的半衰期是130亿年左右。用当代最大的天文望远镜,加上高分辨率光谱仪,已经能够检测到恒星的钍,并作出相应的年龄估计
据多种方法测定,依据欧洲南天天文台(ESO)的研究报告,估计银河系的年龄约为136亿岁,差不多与一样老。由许多天文学家所组成的团队在2004年使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进2亿~3亿年,因而估计球状星团的年龄在129±5亿岁左右,因此银河系的年龄不会低于122±8亿岁
银河经过的主要星座有:天鹅座天鹰座狐狸座天箭座蛇夫座盾牌座人马座天蝎座天坛座矩尺座豺狼座南三角座圆规座苍蝇座南十字座船帆座船尾座麒麟座猎户座金牛座双子座御夫座英仙座仙后座蝎虎座
银河在天空中明暗不一,宽窄不等。最窄只有4°~5°,最宽约30°。对于北半球来说,夏季星空的重要标志,是从北偏东地平线向南方地平线延伸的光带——银河,以及由3颗亮星,即银河两岸的织女星牛郎星和银河之中的天津四所构成的“夏季大三角”。夏季的银河由天蝎座东侧向北伸展,横贯天空,气势磅礴,极为壮美。但只能在没有灯光干扰的野外(极限可视星等5.5以上)才能欣赏到。冬季的那边银河很黯淡(在猎户座大犬座),但在天空中可以看到明亮的猎户座,以及由天狼星参宿四南河三构成的明亮的“冬季大三角”
当前的观测认为仙女星系M31)正以每秒300公里的速度朝向银河系运动,在30亿~40亿年后可能会撞上银河系。但即使真的发生碰撞,太阳以及其他的恒星也不会互相碰撞,但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。
天文学家发现银河系“比之前想象的要大”据英国公司报道,由国际天文学家组成的研究小组发现,地球所在的银河系比原来以为的要大,运转的速度也更快
天文学家利用在夏威夷加勒比海地区和美国东北部的天文望远镜观察得出结论,银河系正以每小时90万公里的速度转动,比之前估计的快大约10%。银河系的体积也比之前预计的大50%左右
美国哈佛-史密森物理学中心的研究员利用“超长基线阵列”(Very LongcenterArray)仪器来推论地球所在银河系的质量和速度
脚下是的大地,耳边是微风与鸟鸣,你我的生活继续忙忙碌碌、鸡毛蒜皮,但请记住星空我们的事——谦卑地看待,谨慎地对待地球。
仙女座星系有两条旋臂,而银河系有四条。等等,不对,红外波段的观测表明银河系实际上只有两条旋臂,不,还是不对,射电波段的观测确实表明有四条旋臂。在这幅由艺术家所描绘的银河系图景中标出了太阳所处的,以及另一侧处在盾牌—南十字臂中的恒星形成区
据国外报道,我们今天看到的银河系是经过数十亿年时间演变而成的。最开始只是一团松散的物质,慢慢形成了巨大的、由恒星组成的螺旋形圆盘。如今,借助最详细的计算机模拟结果,我们可以在几秒钟之内一睹银河系形成的过程。
银河系中最遥远的11颗恒星距地球足有30万光年之遥,远远位于银河系的螺旋星盘之外。不过,其中有一半似乎原本都不为银河系所有,而是在银河系的强大引力作用下,从人马矮星系那里抢过来的战利品。
NASA费米 伽马射线空间望远镜绕地球 运行的概念图 。2 016 年 3 月 , 科学家 与 H.E.S.S. 合作报道 了伽马射线在银河系中心 有极端 活动 的相关 。