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银河系(Milky Way Galaxy)(续一)

时间:2018-11-18 17:49来源:未知 作者:望穿时空 点击:
六、银河系结构研究 1、发现进程 1785 年,F.W.赫歇尔第一个研究了银河系结构。他用恒星计数方法得出了银河系恒星分布为扁盘状、太阳位于盘面中心的结论。 1918年,H.沙普利研究球状
  六、银河系结构研究
  1、发现进程
  1785 年,F.W.赫歇尔第一个研究了银河系结构。他用恒星计数方法得出了银河系恒星分布为扁盘状、太阳位于盘面中心的结论。
  1918年,H.沙普利研究球状星团的空间分布,建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心。到了20世纪20年代,沙普利模型得到公认。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,但光学方法有一定的局限性。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。
  银河系的物质密集部分组成一个圆盘,称为银盘。银盘中心隆起的球状部分称核球。核球中心有一个很小的致密区,称银核。银盘外面范围更大、近于球状分布的系统,称为银晕。银盘主要由星族Ⅰ天体组成,如G~K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴RR变星、长周期变星、半规则变星等。
  2、银盘
  银盘是银河系的主要组成部分,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2000光年,直径近10万光年,可见总体上说银盘非常薄。
  除了1000秒差距范围内的银核绕银心作刚体转动外,银盘的其他部分都绕银心作较差转动,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,绝大部分也散布在银盘内。星际物质中,除含有电离氢、分子氢及多种星际分子外,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。
  由于太阳位于银盘内,所以我们不容易认识银盘的起初面貌。为了探明银盘的结构,根据20世纪40年代巴德和梅奥尔对旋涡星系M31(仙女座大星云)旋臂的研究得出了旋臂天体的主要类型,进而在银河系内普查这几类天体,发现了太阳附近的三段平行臂。由于星际消光作用,光学观测无法得出银盘的总体面貌。有证据表明,旋臂是星际气体集结的场所,因而对星际气体的探测就能显示出旋臂结构,而星际气体的21厘米射电谱线不受星际尘埃阻挡,几乎可达整个银河系。光学与射电观测结果都表明,银盘确实具有旋涡结构。
  3、银心
  在星系的中心凸出部分,呈很亮的球状,直径约为两万光年,厚一万光年,这个区域由高密度的恒星组成,主要是年龄大约在一百亿年以上老年的红色恒星,很多证据表明,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。银河系的中心﹐即银河系的自转轴与银道面的交点。
  银心在人马座方向﹐1950年历元坐标为﹕赤经174229﹐赤纬-28°5918。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10千秒差距﹐位于银道面以北约8秒差距。银心与太阳系之间充斥著大量的星际尘埃﹐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微米到73厘米波段﹐探测到银心的信息。中性氢21厘米谱线的观测揭示﹐在距银心4千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3千秒差距﹐后虽订正为4千秒差距﹐但仍沿用旧名)。大约有 1﹐000万个太阳质量的中性氢﹐以每秒53公里的速度涌向太阳系方向。在银心另一侧﹐有大体同等质量的中性氢膨胀臂﹐以每秒135公里的速度离银心而去。它们应是1000万至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﹐以每秒70~140公里的速度向外膨胀。盘内有平均直径为30秒差距的氢分子云。
  在距银心70秒差距处﹐则有激烈扰动的电离氢区﹐也以高速向外扩张。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﹐即人马座A﹐它发出强烈的同步加速辐射。甚长基线干涉仪的探测表明﹐银心射电源的中心区很小﹐甚至小于10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相对论性电子﹐在强磁场中加速﹐于是产生同步加速辐射。 (责任编辑:望穿时空)
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