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银河系是怎么形成的

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银河系是太阳系所处的星系。银河系像一条流淌在天上闪闪发光的河流一样,古称银河。对北半球来说夏季看到的银河最明显,冬季银河很黯淡。接下来就跟着学习啦小编一起去看看银河系的形成和演化吧。

银河系是怎么形成的

形成银河系的原因及演化过程

众所周知,我们所赖以生存的地球只是太阳系中的一颗行星,而太阳仅是银河系中一颗极不起眼的普通恒星。据大致的统计,银河系中的恒星数量多达4000亿颗,而且很多恒星的质量都比太阳大几十倍、几百倍甚至上千倍。我们在《解除太阳系形成之谜》一书中解除了太阳系形成之谜后,读者们自然会把探秘的眼界放远,也就必然会着眼于银河系。据说,伽利略是用自制的望远镜观测银河的第一人,他发现“银河”是由无数颗明亮的恒星组成的。而在他之前,人们用肉眼看银河,因为它隐隐约约地以环带形式完整地绕天空延伸,仿佛是一条白带“漂流”在太空中,所以人们称它为银河。

20世纪之前,人们一直猜测太阳系位于银河系的中心,这一错误认识,直到20世纪30年代才由特朗普勒经过仔细研究后指了出来。经过光学天文工作者的辛勤工作,初步探知了银河系的大体结构,测知银河系的中心在人马座方向。直至20世纪50年代,科学家们才确认并描绘出太阳在银河系中的大体位置。自17世纪以来,当人们的视线逐步扩大到银河系之外时,可以说所见之景象简直快把人吓呆了!一望无际的银河系只不过是宇宙大海中的一树叶。

在此之前,德国的哲学家康德、瑞典学者斯维登堡和英国仪器制造家兼数学家赖特等人,都曾猜想过,一些云雾状天体应是像银河一样由恒星构成的“宇宙岛”。第一个通过观测证实宇宙岛假说的是英国天文学家赫歇耳,他通过观测,肯定了康德等人的见解。但是,围绕着宇宙岛是否存在的问题,在天文学界一直争论到20世纪20年代。美国的天文学家哈勃用照相方法在仙女座大星云中找到了不少“造父变星”,测出了它们的光变周期和视星等,定出了仙女座大星云的距离,证明它是处在银河系之外。

自此以后,争论逐渐平息,那些认为银河系是宇宙中惟一庞大天体的科学家在事实面前也转变了态度,河外星系的新认识深入人心。早在1914年,美国天文学家斯里弗就曾发现,在他所观测的15个星系中,有13个在以每秒数百公里的速度离开我们。1929年,哈勃在研究24个星系的光谱时,发现所有的星系都存在红移现象。如果红移现象用多普勒效应来解释,它就表明所有的星系都在相互退行,也就表明宇宙在膨胀。1930年,英国天文学家爱丁顿随即提出了膨胀宇宙的假说;1948年,美国物理学家伽莫夫把宇宙膨胀论和基本粒子的运动综合起来,提出了大爆炸宇宙学。

直到今天,大爆炸宇宙学在天文学领域仍占有举足轻重的地位,是为大多数天文学家所公认的宇宙模型。从对星系的探索中可以看出,有关星系起源等研究课题仅是近一二百年才刚刚进入议事日程,算是刚刚起步。因为过去由于条件所限,用肉眼或较落后的望远镜观察太空,必然会受到极大的限制。随着科学技术的进步,观测手段越来越先进,这才逐渐地扩大了人们的视野,从太阳系扩展到银河系,从银河系扩展到河外星系,现在可通过哈勃望远镜观测到距离我们达130亿光年的天体。但是时至今日,有关银河系是如何形成的问题仍然在困扰着人们。按说,积累对星系起源和演化的知识,为探索星系起源和演化的奥秘铺垫成功的道路,就必须仰仗科学的观测方法,去观测那些遥远的星系,利用时间工具在那些遥远星系的身上找到银河系过去的身影。

尽管许多天文学家在这一重要领域里撒下了无数的汗水,取得了一定的进展,但其结果不如人意。也许是因为距离太遥远使观测数值误差增大?也许是我们所使用的观测方法及计算工具本身就存在着一定的误差?总之,探测工作存在着一些目前无法逾越的障碍。正因为此,寄希望于用观测的手段一目了然地将星系起源之谜看个一清二楚,就目前而言甚或是近一段时期内,达到这一目的恐怕难上加难。是不是说银河系形成之谜就无法解除了?这不见得。现有的一切观测数据及映入眼帘的太空景象,虽然无法像“看图识字”那样可以简单地达到认知的目的,但其总体轮廓和它们之间内在的联系已基本显现

。只要我们的想象力符合科学逻辑,思维的方向能够找到正确的途径,完善地建立起贴近现实的宇宙演化模型,就有可能通过理论研究完成历史使命。当然,研究星系起源和演化问题的历史非常短,迄今为止还没有一个令大多数天文学家满意的较为成熟的理论。不过我们可以这样说:到时候了!解除银河系形成之谜,离这一天的到来已经不远了。

在过去,关于星系是如何形成的机制理论有许多种,其中比较有代表性的是金斯的引力不稳定学说、魏扎克的宇宙湍流学说和阿巴楚勉的超密学说。这三种学说都用各自的理论解释了一些星系形成的过程,但都存在着明显的若干不能自圆其说的地方。在本书中,我们创建了“天体爆发定律”,用这一理论,不但解除了银河系形成之谜,而且将星系团形成之谜、超星系团形成之谜和宇宙形成之谜,在使用相同定律的前提下也能得以解除,使各个谜解的环节之间紧密地衔接在一起,形成了一个天体“历史”演化的链条,体现出一种自圆其说的连贯性。

银河系的特征

银河系是太阳系所在的恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃,它的总质量是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒 星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为7万光年。

银河系物质约90%集中在恒星内。恒星的种类繁多。按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征,恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂上;最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。恒星常聚集成团。除了大量的双星外,银河系里已发现了1000多个星团。银河系里还有气体和尘埃,其含量约占银河系总质量的10%,气体和尘埃的分布不均匀,有的聚集为星云,有的则散布在星际空间。20世纪60年代以来,发现了大量的星际分子,如一氧化碳、水等。分子云是恒星形成 的主要场所。银河系核心部分,即银心或银核,是一个很特别的地方。它发出很强的射电、红外,X射线和γ射线辐射。其性质尚不清楚,那里可能有一个巨型黑洞,据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。对于银河系的起源和演化,知之尚少。

1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯曾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,并预言如果他们的假说正确,在银河系中心应可观测到一个尺度很小的发出射电辐射的源,并且这种辐射的性质应与人们在地面同步加速器中观测到的辐射性质一样。三年以后,这样的一个源果然被发现了,这就是人马A。

人马A有极小的尺度,只相当于普通恒星的大小,发出的射电辐射强度为2*10(34次方)尔格/秒,它位于银河系动力学中心的0.2光年之内。它的周围有速度高达300公里/秒的运动电离气体,也有很强的红外辐射源。已知所有的恒星级天体的活动都无法解释人马A的奇异特性。因此,人马A似乎是大质量黑洞的最佳候选者。但是由于当前对大质量的黑洞还没有结论性的证据,所以天文学家们谨慎地避免用结论性的语言提到大质量的黑洞。我们的银河系大约包含两千亿颗星体,其中恒星大约一千多亿颗,太阳就是其中典型的一颗。银河系是一个相当大的螺旋状星系,它有三个主要组成部分:包含旋臂的银盘,中央突起的银心和晕轮部分。

螺旋星系M83,它的大小和形状都很类似于我们的银河系。银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体,称为银晕,直径约10万光年。

旋臂主要由星际物质构成。银河系也有自转。太阳系以每秒250千米速度围绕银河中心旋转,旋转一周约2.2亿年。银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。与银河系相对的称之为河外星系。

银河系的外形

银河系是太阳系所在的恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃,它的总质量是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒 星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为7万光年。

银河系物质约90%集中在恒星内。恒星的种类繁多。按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征,恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂上;最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。恒星常聚集成团。除了大量的双星外,银河系里已发现了1000多个星团。银河系里还有气体和尘埃,其含量约占银河系总质量的10%,气体和尘埃的分布不均匀,有的聚集为星云,有的则散布在星际空间。20世纪60年代以来,发现了大量的星际分子,如一氧化碳、水等。分子云是恒星形成 的主要场所。银河系核心部分,即银心或银核,是一个很特别的地方。它发出很强的射电、红外,X射线和γ射线辐射。其性质尚不清楚,那里可能有一个巨型黑洞,据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。对于银河系的起源和演化,知之尚少。

1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯曾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,并预言如果他们的假说正确,在银河系中心应可观测到一个尺度很小的发出射电辐射的源,并且这种辐射的性质应与人们在地面同步加速器中观测到的辐射性质一样。三年以后,这样的一个源果然被发现了,这就是人马A。

人马A有极小的尺度,只相当于普通恒星的大小,发出的射电辐射强度为2*10(34次方)尔格/秒,它位于银河系动力学中心的0.2光年之内。它的周围有速度高达300公里/秒的运动电离气体,也有很强的红外辐射源。已知所有的恒星级天体的活动都无法解释人马A的奇异特性。因此,人马A似乎是大质量黑洞的最佳候选者。但是由于当前对大质量的黑洞还没有结论性的证据,所以天文学家们谨慎地避免用结论性的语言提到大质量的黑洞。我们的银河系大约包含两千亿颗星体,其中恒星大约一千多亿颗,太阳就是其中典型的一颗。银河系是一个相当大的螺旋状星系,它有三个主要组成部分:包含旋臂的银盘,中央突起的银心和晕轮部分。

螺旋星系M83,它的大小和形状都很类似于我们的银河系。银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体,称为银晕,直径约10万光年。

旋臂主要由星际物质构成。银河系也有自转。太阳系以每秒250千米速度围绕银河中心旋转,旋转一周约2.2亿年。银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。与银河系相对的称之为河外星系。


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