第五章    銀河系

銀河系（是太陽系所在的恒星系統，包括一千二百億顆恒星和大量的星團、星云，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的直徑約為100,000多光年，中心厚度約為12,000光年，總質量是太陽質量的1400億倍。銀河系是一個旋渦星系，具有旋渦結構，即有一個銀心和四個旋臂，旋臂相距4500光年。太陽位于銀河一個支臂獵戶臂上，至銀河中心的距離大約是26,000光年。在銀河系里其實是有生命存在的，只是我們的技術發現不了而已，這么大的一個星系不可能沒有生命，科學家發現銀河系歷了漫長的過程。望遠鏡發明后，伽利略首先用望遠鏡觀測銀河系，發現 銀河系

銀河系由恒星組成；而后，T.賴特、I.康德、朗伯等認為，銀河和全部恒星可能集合成一個巨大的恒星系統。18世紀后期，F.W.赫歇爾用自制的反射望遠鏡開始恒星計數的觀測，以確定恒星系統的結構和大小，他斷言恒星系統呈扁盤狀，太陽離盤中心不遠。他去世后，其子J.F.赫歇爾繼承父業，繼續進行深入研究，把恒星計數的工作擴展到南天。

20世紀初

20世紀初，天文學家把以銀河為表觀現象的恒星系統稱為銀河系。J.C.卡普坦應用統計視差的方 銀河系結構圖

法測定恒星的平均距離，結合恒星計數，得出了一個銀河系模型。在這個模型里，太陽居中，銀河系呈圓盤狀，直徑8千秒差距，厚2千秒差距。H.沙普利應用造父變星的周光關系，測定球狀星團的距離，從球狀星團的分布來研究銀河系的結構和大小。他提出的模型是：銀河系是一個透鏡狀的恒星系統，太陽不在中心。沙普利得出，銀河系直徑80千秒差距，太陽離銀心20千秒差距，這些數值太大，因為沙普利在計算距離時未計入星際消光。宇宙大爆炸

20世紀20年代，銀河系自轉被發現以后，沙普利的銀河系模型得到公認。銀河系是一個巨型棒旋星系（漩渦星系的一種），Sb型，共有4條旋臂。包含1.2千億顆恒星。銀河系整體作較差自轉，太陽處自轉速度約220千米/秒，太陽繞銀心運轉一周約2.5億年。銀河系的目視絕對星等為－20.5等，銀河系的總質量大約是我們太陽質量的1萬億倍，大致10倍于銀河系全部恒星質量的總和。這是我們銀河系中存在范圍遠遠超出明亮恒星盤的暗物質的強有力證據。關于銀河系的年齡，目前占主流的觀點認為，銀河系在宇宙大爆炸之后不久就誕生了，用這種方法計算出，我們銀河系的年齡大概在145億歲左右，上下誤差各有20多億年。而科學界認為宇宙大爆炸大約發生137億年前。另一說法，銀河直徑約為8萬光年。[2]

編輯本段年齡推測推算壽命

根據已知長壽命放射性核的衰變時間（即半衰期），從某些放射性中子俘獲元素的豐度數據可以測定銀河系中最年老恒星的年齡，從而定出銀河系的年齡，這種放射性年齡測定方法稱為核紀年法。例如，釷的半衰期是140億年左右。用當代最大的天文望遠鏡，加上高分辨率光譜儀，已經能夠檢測到恒星的釷，并作出相應的年齡估計。當然，這些恒星還不是銀河系中最早形成的恒星。銀河系中的第一代恒星具有非常大的質量，超過太陽質量的100倍。在這樣的恒星內部，核聚變反應極其快速，甚至只持續幾百萬年，因此，這些最早形成的恒星已經死亡、消失了很長時間。但是，與銀河系的年齡相比，由于它們的形成時間與人們今天在銀河系中觀測到的最年老恒星的形成時間之差完全可忽略不計，因此，可以把這些最年老恒星的年齡看作銀河系的年齡。

據其他多種方法測定，從大爆炸算起，宇宙的年齡在140億年左右。假定從大爆炸到銀河系形成所相隔的時間為10億年，那么上述由核紀年法測定的銀河系年齡與宇宙年齡是相容的。

依據歐洲南天天文臺(ESO）的研究報告，估計銀河系的年齡約為136億歲，差不多與宇宙一樣老。[2]

近代推斷

由天文學所組成的團隊在2004年使用甚大望遠鏡(VLT）的紫外線視覺矩陣光譜儀進行的研究，首度在球狀星團的兩顆恒星內發現了鈹元素。這個發現讓他們將第一代恒星與第二代恒星交替的時間往前推進了2至3億年，因而估計球狀星團的年齡在134±8億歲左右，因此銀河系的年齡不會低于136±8億歲。銀河系在天空上的投影像一條流淌在天上閃閃發光的河流一樣，所以古稱銀河或天河，一年四季都可以看到銀河，只不過夏秋之交看到了銀河最明亮壯觀的部分。銀河經過的主要星座有：天鵝座、天鷹座、狐貍座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人馬座、天蝎座、天壇座、矩尺座、豺狼座、南三角座、圓規座、蒼蠅座、南十字座、船帆座、船尾座、麒麟座、獵戶座、金牛座、雙子座、御夫座、英仙座、仙后座和蝎虎座。銀河在天空明暗不一，寬窄不等。最窄只4°～5°，最寬約30°。北半球來說作為夏季星空的重要標志，是從北偏東平線向南方地平線延伸的光帶——銀河，以及由3顆亮星，即銀河兩岸的織女星、牛郎星和銀河之中的天津四所構成的“夏季大三角”。夏季的銀河由天蝎座東側向北伸展，橫貫天空，氣勢磅磅極為壯美，但只能在沒有燈光干擾的野外（極限可視星等5.5以上）才能欣賞到。冬季的那邊銀河很黯淡（在獵戶座與大犬座）。先說說了里面的主要星座吧。天鵝座為北天星座之一。每年9月25日20時，天鵝星座升上中天。夏秋季節是觀測天鵝座的最佳時期。有趣的是，天鵝座由升到落真如同天鵝飛翔一般：它側著身子由東北方升上天空，到天頂時，頭指南偏西，移到西北方時，變成頭朝下尾朝上沒入地平線。天鵝座完全沉浸在白茫茫的銀河之中，與銀河兩岸的天鷹座和天琴座鼎足而立，這三個星座的三顆主星（α星）組成了一個大的三角形（夏天的大三角）。座內目視星等亮于6等的星有191顆，其中亮于4等的星有22顆之多。所以，在夏天的夜空中，雖然銀河像輕紗，繁星密布，但是天鵝座并不難尋找，在銀河之中仍能顯赫它的容光。

天鵝座主要星排列得很像一個大十字架，所以過去也稱“北十字”。把十字架想象為天鵝是很容易的，十字下那長長的一豎就是天鵝長長的脖子，一橫為天鵝展開的雙翼。在古希臘時代，天鵝座的主星就已被描繪成一只天鵝，到阿拉伯《一千零一夜》中辛巴達航海故事里，它曾被描繪成“大鵬鳥”。天鵝座α星

是一顆白色的一等星，距離我們1500光年，它是一顆超巨星，實際上放射著比太陽強烈5000倍的光，在這顆星的周圍，有以每秒100公里的速度膨脹的氣體云形成的包圍圈。天鵝座星在今后8300年的時候，距離天球的北極點僅僅6.6度，是最靠近北極的一顆亮星了，那時它將成為“北極星”。天鵝座X-1

天鵝座

射線源,是一個很強的X射線源.觀測表明,它是一個有暗子星的雙星系。看的見的一顆是熱超巨星,看不見的伴星的質量約為太陽質量的十倍。觀測到的X射線，有一個周期性的掩食，正表明了它是由物質墜落在看不見的伴星上所造成的。但是，質量那么大的暗星體到底是什么樣的天體呢？人們企圖用“黑洞”的理論來解釋它。銀河系最著名的黑洞 ――天鵝座 ，是由一顆大質量恒星塌縮形成的，根本沒有發生超新星爆發。他們的證據概括在上面這張包括了華麗天鵝座星區的彩色影像中，圖中指出了天鵝座X-1和大質量恒星星系團（黃圈）天鵝座OB3。箭頭顯示了Cyg X-1的運動方向和速度，和與大質量恒星 Cyg OB3 的方向和速度的比較。相類似的運動特性顯示，天鵝座X-1的前導星也是這個星系團的成員，而且在形成黑洞的過程中它的運動方向并沒有改變。