我们的银河系

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银河系

银河系（Milky Way Galaxy，别名“银汉”“天河、 银河 、星河、天汉、等）”），是 太阳系 所在的 棒旋星系 ，包括1000~4000亿颗 恒星 和大量的 星团 、 星云 以及各种类型的 星际气体 和 星际尘埃 ，从地球看银河系呈环绕天空的银白色的环带。总质量约为太阳的2100亿倍[1] ，隶属于 本星系群 ，最近的 河外星系 是距离银河系254万光年的 仙女星系 。

银河系呈扁球体，具有巨大的盘面结构，由明亮密集的核心、两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成，旋臂相距4500光年。 太阳 位于 银河 一个支臂 猎户臂 上，至银河中心的距离大约是2.6万光年。

银河系的中央是超大质量的 黑洞 （ 人马座A ），自内向外分别由 银心 、 银核 、 银盘 、 银晕 和 银冕 组成。银河系中央区域多数为 老年恒星 （以 白矮星 为主[2] ），外围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个 卫星星系 ，其中较大的有 大麦哲伦星云 和 小麦哲伦星云 。银河系通过缓慢的吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。2015年3月，科学家发现银河系体积比之前认为的要大50%。

中文名

银河系

外文名

Milky Way Galaxy

形状

椭圆盘形

类型

棒旋星系

定义

地球和太阳所在的星系

应用学科

天文学，天体物理学

直径

10~12万光年[1]

质量

4.1771×10^41kg

中心厚度

1.2万光年

跨度

16万光年[3]

应用学科

天文学；恒星和银河系

目录

1 天体概述

2 天体结构

3 结构研究

? 发现进程

? 银盘

? 银心

? 银晕

? 银冕

? 太阳系

? 银河系波浪

4 星系年龄

? 推测方法

? 推测结论

5 星系全景

? 主要星座

? 全天88星座

? 星系全图

6 伴邻星系

? 伴星系

? 麦哲伦星云

7 起源演化

? 宇宙起源

? 质量减小

8 重要事件

? 观测伴星

? 奇特聚星

? 生命诞生

? 宇宙膨胀

? 真实地图

? 观测特点

9 研究历史

10 研究年表

11 背景知识

? 穿过空间

? 第四宇宙速度

? 未来情况

12 常用数据

13 银河全景图

14 银河系质量

天体概述

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深圳夜空呈现清晰银河系景象

银河系是太阳系所在的 恒星系统 ，包括1500~4000亿颗恒星和大量的 星团 、 星云 ，还有各种类型的 星际气体 和 星际尘埃 ，黑洞，它的可见总质量是太阳质量的2100亿倍。[3]

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7000 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状区域，那里恒星少，密度小，被称为“ 银晕 ”，直径为7万光年。

过去银河系被认为与仙女座星系一样是一个 旋涡星系 ，但最新的研究表明银河系应该是一个 棒旋星系 。

银河系的90%的物质为恒星。恒星的种类繁多，按照 物理性质 、化学组成、 空间分布 和运动特征，恒星可以分为五个 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，银河系里已发现了一千多个 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 ，

银河系(10张)有的则散布在 星际空间 。[4]

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，据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。

人马座A

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 辐射源 果然被发现了，这就是 人马座A 。

人马座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光年以内。它的周围有速度高达300千米/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1,000亿颗，太阳就是其中典型的一颗。银河系是一个相当大的 棒旋星系 ，它由三部分组成，包括包含旋臂的 银盘 ，中央突起的 银心 和晕轮部分。

旋涡星系 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，称为晕轮，直径约10万光年。

银河系也有自转。太阳系以250千米/秒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 。

天文学家 玛丽亚·格

太阳在银河系中位置示意图

曼认为通过对 银河系 恒星集群盘面的研究表明，银河系内围的恒星集群年龄较大，而外围的恒星则更加年轻，可以推测银河系的形成过程从内部开始，后来逐渐演化到10万光年以上的直径。科学家称本次调查还发现新的 证据 ，银河系在成长过程中还吞并了许多小星系，来自其他星系的 天体 汇入了银河系的内部。[4] 曾经 史蒂芬·霍金 声称自己的观测表明银河系中心是一个巨大的 黑洞 。

2013年6月 NASA 公布了1.6亿像素容量为457MB最清晰银河图。

天体结构

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银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘，叫做 银盘 。银盘中心隆起的近似于球形的部分叫做 核球 ，在核球区域恒星高度密集。核球中心有一个很小的致密区，叫做 银核 。银盘外面是一个范围更大，近于球形的区域，其中物质密度比银盘中低得多，叫做 银晕 。银晕外面还有 银冕 ，它的物质分布大致也呈球形。

观测到的银河旋臂结构

2005年， 银河系旋臂 的结构被观测到。银河系按哈勃分类应该是一个巨大的 棒旋星系 SBc（旋臂宽松的棒旋星系），总质量是太阳质量的0.6万亿-3万亿倍，有大约1,000亿颗恒星。

从80年代开始，天文学家怀疑银河系是一个棒旋星系而不是一个普通的旋涡星系。2005年， 斯必泽空间望远镜 证实了这项怀疑，还确认了在银河核心的棒状结构比预期的还大。

银河的盘面估计直径为9.8万光年，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。

银河的中心有巨大的质量和紧密的结构，因此怀疑它有超大质量 黑洞 ，因为已经有许多星系被相信有超大质量的黑洞在核心。

就像许多典型的星系一样，环绕银河系中心的天体，在轨道上的速度并不由与中心的距离和银河质量的分布来决定。在离开了核心凸起或是在外围，恒星的典型速度在210～240千米/秒之间。因此这些恒星绕行银河的周期只与轨道的长度有关。这与太阳系不同，在太阳系，距离不同就有不同的轨道速度对应。

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。

被推论与观察到的银河旋臂结构的每一条旋臂都给予一个数字对应（像所有 旋涡星系 的旋臂），大约可以分出一百段。有四条主要的旋臂起源于银河的核心，包括：

银河系悬臂示意图

2 and 8 - 三千秒差距臂 和英仙座旋臂。

3 and 7 - 矩尺座旋臂和 天鹅座 旋臂（与最近发现的延伸在一起 - 6）。

4 and 10 -南十字座旋臂和盾牌座旋臂。

5 and 9 -船底座旋臂和人马座旋臂。

还有两个小旋臂或分支，包括：

11 - 猎户座旋臂 （包含太阳和太阳系在内- 12）。

最新研究发现银河系可能只有两条主要旋臂——人马座旋臂和矩尺座旋臂，其绝大部分是气体，只有少量恒星点缀其中。

谷德带 （本星团）是从猎户臂一端伸展出去的一条亮星集中的带，主要成员是B2～B5型星，也有一些 O型星 、 弥漫星云 和几个 星协 ，最靠近的OB星协是 天蝎-半人马星协 ，距离太阳大约四百光年。

在主要的

银河系

旋臂外侧是外环或称为 麒麟座环 ，是由天文学家布赖恩·颜尼（Brian Yanny）和韩第·周·纽柏格（Heidi Jo Newberg）提出的，是环绕在银河系外由恒星组成的环，其中包括在数十亿年前与其他星系作用诞生的 恒星 和气体。

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。

一般认为，银河系中的恒星多为 双星 或 聚星 。2006年新的发现认为，银河系的 主序星 中2/3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。

新的发现使我们对银河结构与 维度 的认识有所增加，比先前由 仙女座星系 (M31）的盘面所获得的更多。新发现的证据证实外环是由天鹅座旋臂延伸出去的，明确支持银河盘面向外延伸的可能性。 人马座矮椭球星系 的发现与在环绕着银极的轨道上的星系碎片，说明了它因为与银河的交互作用而被扯碎。同样的， 大犬座矮星系 也因为与银河的交互作用，使得残骸在盘面上环绕着银河。

2006年1月9日，Mario Juric和 普林斯顿大学 的一些人宣布，史隆数位巡天在北半球的天空中发现一片巨大的云气结构（横跨约五千个满月大小的区域）位于银河之内，但似乎不合于当前所有的银河模型。他将一些恒星汇聚在垂直于旋臂所在盘面的垂直线，可能的解释是小的 矮星系 与银河合并的结果。这个结构位于 室女座 的方向上，距离约三万光年，暂时被称为室女座 恒星喷流 。

在2006年5月9日，Daniel Zucker和Vasily Belokurov宣布史隆数位巡天在 猎犬座 和 牧夫座 又发现了两个矮星系。

结构研究

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发现进程

银河系的英文名称"乳白"源自它是横跨夜空的黯淡发光带。"Milky Way"这个名称是翻译自 拉丁文 的 via lactea ，而它又是从 希腊 的γαλαξ?α? κ?κλο?（ galaxías k?klos ，"milky circle"）翻译来的。伽利略在1610年使用望远镜首先解析出环带是由一颗颗恒星聚集而成。

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。

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两千光年，直径近10万光年，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，绝大部分也散布在银盘内。星际物质中，除电离氢、 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（ 仙女座星系 ）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 。

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。

银心

银河系的中心﹐即银河系的 自转轴 与 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。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。

几颗绕人马座A转动的恒星轨道

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 的观测揭示﹐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1,000万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。盘内有平均直径为30秒差距的氢分子云。

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 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 的相对论性电子﹐在强 磁场 中加速﹐产生了同步加速辐射。

关于银心的最新观测表明，银河系的最核心部位基本 上全部是由白矮星组成的，数量则至少在10万颗上下。而和心中的核心，则是由大约70颗较大的白矮星组成的。至于如何观测到更多的内容，科学家表示，需要靠下一代观测设备，比如 NASA 正在建设的 James Webb 号天文望远镜来完成了。[2]

银晕

银河晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内，银晕直径约为9.8万光年，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。有人认为，在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，叫做 银冕 ，银冕至少延伸到距银心100千秒差距或32万光年远。

典型球状星团：M13球状星团

银河是指横跨星空的一条乳白色亮带，在中国古代又称天河、银汉、星河、星汉、云汉，在欧洲古代古希腊称为γαλαξ?α? “乳之路”。

银河在天鹰座与天赤道相交，在北半天球。银河在天球上勾画出一条宽窄不一的带，称为银道带，它的最宽处达30°，最窄处只有4°～5°，平均约20°，这只是银河系中的一部分。

银河在中国文化中占有很重要的地位，有著名的中国神话传说故事鹊桥相会。

银河只在晴天夜晚可见，是由无数暗星(恒星)的光引起的。银河不是银河系，而是银河系的一部分。银河系包含上千亿颗恒星、总质量大约是太阳质量的6,000亿至30,000亿倍，直径有约10万光年。

扩展资料：

银河系的中心是复杂而致密的无线电波源人马座A，其靠近中心的位置包含一个超大质量黑洞（人马座A*），该黑洞被认为是银河系的中央黑洞，亦被认为是距离太阳系最近的超大质量黑洞。

银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星（以白矮星为主），外围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系，其中较大的有大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。银河系通过缓慢的吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。2015年3月，科学家发现银河系体积比之前认为的要大50%。

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