銀河系是怎么形成的
銀河系是太陽(yáng)系所處的星系。銀河系像一條流淌在天上閃閃發(fā)光的河流一樣，古稱銀河。對(duì)北半球來(lái)說(shuō)夏季看到的銀河最明顯，冬季銀河很黯淡。接下來(lái)就跟著學(xué)習(xí)啦小編一起去看看銀河系的形成和演化吧。
形成銀河系的原因及演化過(guò)程
眾所周知，我們所賴以生存的地球只是太陽(yáng)系中的一顆行星，而太陽(yáng)僅是銀河系中一顆極不起眼的普通恒星。據(jù)大致的統(tǒng)計(jì)，銀河系中的恒星數(shù)量多達(dá)4000億顆，而且很多恒星的質(zhì)量都比太陽(yáng)大幾十倍、幾百倍甚至上千倍。我們?cè)凇督獬?yáng)系形成之謎》一書(shū)中解除了太陽(yáng)系形成之謎后，讀者們自然會(huì)把探秘的眼界放遠(yuǎn)，也就必然會(huì)著眼于銀河系。據(jù)說(shuō)，伽利略是用自制的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)銀河的第一人，他發(fā)現(xiàn)“銀河”是由無(wú)數(shù)顆明亮的恒星組成的。而在他之前，人們用肉眼看銀河，因?yàn)樗[隱約約地以環(huán)帶形式完整地繞天空延伸，仿佛是一條白帶“漂流”在太空中，所以人們稱它為銀河。
20世紀(jì)之前，人們一直猜測(cè)太陽(yáng)系位于銀河系的中心，這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，直到20世紀(jì)30年代才由特朗普勒經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究后指了出來(lái)。經(jīng)過(guò)光學(xué)天文工作者的辛勤工作，初步探知了銀河系的大體結(jié)構(gòu)，測(cè)知銀河系的中心在人馬座方向。直至20世紀(jì)50年代，科學(xué)家們才確認(rèn)并描繪出太陽(yáng)在銀河系中的大體位置。自17世紀(jì)以來(lái)，當(dāng)人們的視線逐步擴(kuò)大到銀河系之外時(shí)，可以說(shuō)所見(jiàn)之景象簡(jiǎn)直快把人嚇呆了!一望無(wú)際的銀河系只不過(guò)是宇宙大海中的一樹(shù)葉。
在此之前，德國(guó)的哲學(xué)家康德、瑞典學(xué)者斯維登堡和英國(guó)儀器制造家兼數(shù)學(xué)家賴特等人，都曾猜想過(guò)，一些云霧狀天體應(yīng)是像銀河一樣由恒星構(gòu)成的“宇宙島”。第一個(gè)通過(guò)觀測(cè)證實(shí)宇宙島假說(shuō)的是英國(guó)天文學(xué)家赫歇耳，他通過(guò)觀測(cè)，肯定了康德等人的見(jiàn)解。但是，圍繞著宇宙島是否存在的問(wèn)題，在天文學(xué)界一直爭(zhēng)論到20世紀(jì)20年代。美國(guó)的天文學(xué)家哈勃用照相方法在仙女座大星云中找到了不少“造父變星”，測(cè)出了它們的光變周期和視星等，定出了仙女座大星云的距離，證明它是處在銀河系之外。
自此以后，爭(zhēng)論逐漸平息，那些認(rèn)為銀河系是宇宙中惟一龐大天體的科學(xué)家在事實(shí)面前也轉(zhuǎn)變了態(tài)度，河外星系的新認(rèn)識(shí)深入人心。早在1914年，美國(guó)天文學(xué)家斯里弗就曾發(fā)現(xiàn)，在他所觀測(cè)的15個(gè)星系中，有13個(gè)在以每秒數(shù)百公里的速度離開(kāi)我們。1929年，哈勃在研究24個(gè)星系的光譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)所有的星系都存在紅移現(xiàn)象。如果紅移現(xiàn)象用多普勒效應(yīng)來(lái)解釋，它就表明所有的星系都在相互退行，也就表明宇宙在膨脹。1930年，英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)丁頓隨即提出了膨脹宇宙的假說(shuō);1948年，美國(guó)物理學(xué)家伽莫夫把宇宙膨脹論和基本粒子的運(yùn)動(dòng)綜合起來(lái)，提出了大爆炸宇宙學(xué)。
直到今天，大爆炸宇宙學(xué)在天文學(xué)領(lǐng)域仍占有舉足輕重的地位，是為大多數(shù)天文學(xué)家所公認(rèn)的宇宙模型。從對(duì)星系的探索中可以看出，有關(guān)星系起源等研究課題僅是近一二百年才剛剛進(jìn)入議事日程，算是剛剛起步。因?yàn)檫^(guò)去由于條件所限，用肉眼或較落后的望遠(yuǎn)鏡觀察太空，必然會(huì)受到極大的限制。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，觀測(cè)手段越來(lái)越先進(jìn)，這才逐漸地?cái)U(kuò)大了人們的視野，從太陽(yáng)系擴(kuò)展到銀河系，從銀河系擴(kuò)展到河外星系，現(xiàn)在可通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到距離我們達(dá)130億光年的天體。但是時(shí)至今日，有關(guān)銀河系是如何形成的問(wèn)題仍然在困擾著人們。按說(shuō)，積累對(duì)星系起源和演化的知識(shí)，為探索星系起源和演化的奧秘鋪墊成功的道路，就必須仰仗科學(xué)的觀測(cè)方法，去觀測(cè)那些遙遠(yuǎn)的星系，利用時(shí)間工具在那些遙遠(yuǎn)星系的身上找到銀河系過(guò)去的身影。
盡管許多天文學(xué)家在這一重要領(lǐng)域里撒下了無(wú)數(shù)的汗水，取得了一定的進(jìn)展，但其結(jié)果不如人意。也許是因?yàn)榫嚯x太遙遠(yuǎn)使觀測(cè)數(shù)值誤差增大?也許是我們所使用的觀測(cè)方法及計(jì)算工具本身就存在著一定的誤差?總之，探測(cè)工作存在著一些目前無(wú)法逾越的障礙。正因?yàn)榇?，寄希望于用觀測(cè)的手段一目了然地將星系起源之謎看個(gè)一清二楚，就目前而言甚或是近一段時(shí)期內(nèi)，達(dá)到這一目的恐怕難上加難。是不是說(shuō)銀河系形成之謎就無(wú)法解除了?這不見(jiàn)得?，F(xiàn)有的一切觀測(cè)數(shù)據(jù)及映入眼簾的太空景象，雖然無(wú)法像“看圖識(shí)字”那樣可以簡(jiǎn)單地達(dá)到認(rèn)知的目的，但其總體輪廓和它們之間內(nèi)在的聯(lián)系已基本顯現(xiàn)
。只要我們的想象力符合科學(xué)邏輯，思維的方向能夠找到正確的途徑，完善地建立起貼近現(xiàn)實(shí)的宇宙演化模型，就有可能通過(guò)理論研究完成歷史使命。當(dāng)然，研究星系起源和演化問(wèn)題的歷史非常短，迄今為止還沒(méi)有一個(gè)令大多數(shù)天文學(xué)家滿意的較為成熟的理論。不過(guò)我們可以這樣說(shuō)：到時(shí)候了!解除銀河系形成之謎，離這一天的到來(lái)已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
在過(guò)去，關(guān)于星系是如何形成的機(jī)制理論有許多種，其中比較有代表性的是金斯的引力不穩(wěn)定學(xué)說(shuō)、魏扎克的宇宙湍流學(xué)說(shuō)和阿巴楚勉的超密學(xué)說(shuō)。這三種學(xué)說(shuō)都用各自的理論解釋了一些星系形成的過(guò)程，但都存在著明顯的若干不能自圓其說(shuō)的地方。在本書(shū)中，我們創(chuàng)建了“天體爆發(fā)定律”，用這一理論，不但解除了銀河系形成之謎，而且將星系團(tuán)形成之謎、超星系團(tuán)形成之謎和宇宙形成之謎，在使用相同定律的前提下也能得以解除，使各個(gè)謎解的環(huán)節(jié)之間緊密地銜接在一起，形成了一個(gè)天體“歷史”演化的鏈條，體現(xiàn)出一種自圓其說(shuō)的連貫性。
銀河系的特征
銀河系是太陽(yáng)系所在的恒星系統(tǒng)，包括一千二百億顆恒星和大量的星團(tuán)、星云，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃，它的總質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的1400億倍。在銀河系里大多數(shù)的恒 星集中在一個(gè)扁球狀的空間范圍內(nèi)，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”，半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤(pán)”。在銀盤(pán)外面有一個(gè)更大的球形，那里星少，密度小，稱為“銀暈”，直徑為7萬(wàn)光年。
銀河系物質(zhì)約90%集中在恒星內(nèi)。恒星的種類繁多。按照恒星的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、空間分布和運(yùn)動(dòng)特征，恒星可以分為5個(gè)星族。最年輕的極端星族Ⅰ恒星主要分布在銀盤(pán)里的旋臂上;最年老的極端星族Ⅱ恒星則主要分布在銀暈里。恒星常聚集成團(tuán)。除了大量的雙星外，銀河系里已發(fā)現(xiàn)了1000多個(gè)星團(tuán)。銀河系里還有氣體和塵埃，其含量約占銀河系總質(zhì)量的10%，氣體和塵埃的分布不均勻，有的聚集為星云，有的則散布在星際空間。20世紀(jì)60年代以來(lái)，發(fā)現(xiàn)了大量的星際分子，如一氧化碳、水等。分子云是恒星形成 的主要場(chǎng)所。銀河系核心部分，即銀心或銀核，是一個(gè)很特別的地方。它發(fā)出很強(qiáng)的射電、紅外，X射線和γ射線輻射。其性質(zhì)尚不清楚，那里可能有一個(gè)巨型黑洞，據(jù)估計(jì)其質(zhì)量可能達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的250萬(wàn)倍。對(duì)于銀河系的起源和演化，知之尚少。
1971年英國(guó)天文學(xué)家林登·貝爾和馬丁·內(nèi)斯曾分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測(cè)和其他性質(zhì)，指出銀河系中心的能源應(yīng)是一個(gè)黑洞，并預(yù)言如果他們的假說(shuō)正確，在銀河系中心應(yīng)可觀測(cè)到一個(gè)尺度很小的發(fā)出射電輻射的源，并且這種輻射的性質(zhì)應(yīng)與人們?cè)诘孛嫱郊铀倨髦杏^測(cè)到的輻射性質(zhì)一樣。三年以后，這樣的一個(gè)源果然被發(fā)現(xiàn)了，這就是人馬A。
人馬A有極小的尺度，只相當(dāng)于普通恒星的大小，發(fā)出的射電輻射強(qiáng)度為2*10(34次方)爾格/秒，它位于銀河系動(dòng)力學(xué)中心的0.2光年之內(nèi)。它的周?chē)兴俣雀哌_(dá)300公里/秒的運(yùn)動(dòng)電離氣體，也有很強(qiáng)的紅外輻射源。已知所有的恒星級(jí)天體的活動(dòng)都無(wú)法解釋人馬A的奇異特性。因此，人馬A似乎是大質(zhì)量黑洞的最佳候選者。但是由于當(dāng)前對(duì)大質(zhì)量的黑洞還沒(méi)有結(jié)論性的證據(jù)，所以天文學(xué)家們謹(jǐn)慎地避免用結(jié)論性的語(yǔ)言提到大質(zhì)量的黑洞。我們的銀河系大約包含兩千億顆星體，其中恒星大約一千多億顆，太陽(yáng)就是其中典型的一顆。銀河系是一個(gè)相當(dāng)大的螺旋狀星系，它有三個(gè)主要組成部分：包含旋臂的銀盤(pán)，中央突起的銀心和暈輪部分。
螺旋星系M83，它的大小和形狀都很類似于我們的銀河系。銀盤(pán)外面是由稀疏的恒星和星際物質(zhì)組成的球狀體，稱為銀暈，直徑約10萬(wàn)光年。
旋臂主要由星際物質(zhì)構(gòu)成。銀河系也有自轉(zhuǎn)。太陽(yáng)系以每秒250千米速度圍繞銀河中心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周約2.2億年。銀河系有兩個(gè)伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。與銀河系相對(duì)的稱之為河外星系。
銀河系的外形
銀河系是太陽(yáng)系所在的恒星系統(tǒng)，包括一千二百億顆恒星和大量的星團(tuán)、星云，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃，它的總質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的1400億倍。在銀河系里大多數(shù)的恒 星集中在一個(gè)扁球狀的空間范圍內(nèi)，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”，半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤(pán)”。在銀盤(pán)外面有一個(gè)更大的球形，那里星少，密度小，稱為“銀暈”，直徑為7萬(wàn)光年。
銀河系物質(zhì)約90%集中在恒星內(nèi)。恒星的種類繁多。按照恒星的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、空間分布和運(yùn)動(dòng)特征，恒星可以分為5個(gè)星族。最年輕的極端星族Ⅰ恒星主要分布在銀盤(pán)里的旋臂上;最年老的極端星族Ⅱ恒星則主要分布在銀暈里。恒星常聚集成團(tuán)。除了大量的雙星外，銀河系里已發(fā)現(xiàn)了1000多個(gè)星團(tuán)。銀河系里還有氣體和塵埃，其含量約占銀河系總質(zhì)量的10%，氣體和塵埃的分布不均勻，有的聚集為星云，有的則散布在星際空間。20世紀(jì)60年代以來(lái)，發(fā)現(xiàn)了大量的星際分子，如一氧化碳、水等。分子云是恒星形成 的主要場(chǎng)所。銀河系核心部分，即銀心或銀核，是一個(gè)很特別的地方。它發(fā)出很強(qiáng)的射電、紅外，X射線和γ射線輻射。其性質(zhì)尚不清楚，那里可能有一個(gè)巨型黑洞，據(jù)估計(jì)其質(zhì)量可能達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的250萬(wàn)倍。對(duì)于銀河系的起源和演化，知之尚少。
1971年英國(guó)天文學(xué)家林登·貝爾和馬丁·內(nèi)斯曾分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測(cè)和其他性質(zhì)，指出銀河系中心的能源應(yīng)是一個(gè)黑洞，并預(yù)言如果他們的假說(shuō)正確，在銀河系中心應(yīng)可觀測(cè)到一個(gè)尺度很小的發(fā)出射電輻射的源，并且這種輻射的性質(zhì)應(yīng)與人們?cè)诘孛嫱郊铀倨髦杏^測(cè)到的輻射性質(zhì)一樣。三年以后，這樣的一個(gè)源果然被發(fā)現(xiàn)了，這就是人馬A。
人馬A有極小的尺度，只相當(dāng)于普通恒星的大小，發(fā)出的射電輻射強(qiáng)度為2*10(34次方)爾格/秒，它位于銀河系動(dòng)力學(xué)中心的0.2光年之內(nèi)。它的周?chē)兴俣雀哌_(dá)300公里/秒的運(yùn)動(dòng)電離氣體，也有很強(qiáng)的紅外輻射源。已知所有的恒星級(jí)天體的活動(dòng)都無(wú)法解釋人馬A的奇異特性。因此，人馬A似乎是大質(zhì)量黑洞的最佳候選者。但是由于當(dāng)前對(duì)大質(zhì)量的黑洞還沒(méi)有結(jié)論性的證據(jù)，所以天文學(xué)家們謹(jǐn)慎地避免用結(jié)論性的語(yǔ)言提到大質(zhì)量的黑洞。我們的銀河系大約包含兩千億顆星體，其中恒星大約一千多億顆，太陽(yáng)就是其中典型的一顆。銀河系是一個(gè)相當(dāng)大的螺旋狀星系，它有三個(gè)主要組成部分：包含旋臂的銀盤(pán)，中央突起的銀心和暈輪部分。
螺旋星系M83，它的大小和形狀都很類似于我們的銀河系。銀盤(pán)外面是由稀疏的恒星和星際物質(zhì)組成的球狀體，稱為銀暈，直徑約10萬(wàn)光年。
旋臂主要由星際物質(zhì)構(gòu)成。銀河系也有自轉(zhuǎn)。太陽(yáng)系以每秒250千米速度圍繞銀河中心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周約2.2億年。銀河系有兩個(gè)伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。與銀河系相對(duì)的稱之為河外星系。
看了銀河系是怎么形成的還看：
2.星云是怎樣形成的
5.光污染形成的原因