书城童书太空迷幻漫游
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第35章 宇宙中的旋涡王国——银河系

银河系,地球和太阳所在的恒星系统。它是一个普通的星系,因其投影在天球上的乳白亮带——银河而得名。

银河系拥有2000亿颗以上的恒星,总质量大约是太阳质量的1400亿倍,其中恒星占90%,气体和尘埃组成的星际物质约10%。这些恒星和星际物质大部分密集成一个铁饼状的盘子,叫做银盘。

盘的直径约为8.2万光年,中心厚度约为5000~6000光年,边缘厚度2000~3000光年。这个扁盘状恒星系统称为银盘。银盘上分布着呈旋涡结构的恒星、星团和星云。

银盘中心部分呈现椭球状,叫做核球,样子像只哈密瓜,是恒星很密集的区域,估计这只“哈密瓜”长1.7万光年,厚1.3万光年,但却集中了银河总质量的1/20。中央区叫做银核,直径约1万多光年,是恒星最致密的地方,密集程度比太阳附近要大上千万倍!

银盘外面“裹着”一团松松的“棉絮”,是一个呈球状分布、直径约10万光年的恒星稀疏区域,叫做银晕,物质密度比银盘低得多。据天文学家论证,银晕是由老年恒星和尘埃气体构成的。

20世纪70年代,天文学家又在银晕的外面发现了异常稀薄的银冕,它至少要延伸到距银河系中心约30万光年处。

银盘被笼罩在银晕中。太阳处在距银心约3万光年的银盘中,以每秒250千米的速度绕着银心转动,转一周需2.5亿年(近年更正为2.4亿年),即我们所说的“宇宙年”或“银河年”。银河系在本星系群中为除仙女星系外的最大星系,拥有约两千亿颗恒星。

在古希腊神话中,银河叫做“奶汁路”。传说是最负盛名的英雄海格利斯小时候在天后赫拉怀中吃奶时,奶水不经意洒出而变的。古埃及人认为银河是天神铺撒了一路的麦粒。印第安人认为,银河是一条好人灵魂通往天堂的漫漫长路,里面较亮的星星是众多灵魂在旅途中安息而燃起的篝火。爱斯基摩人认定银河是一条通往天堂的白茫茫雪路。大洋洲的波利尼西亚人则把它想象成是天上吞食乌云的白斑大鲨鱼。在非洲的博茨瓦纳,游牧部落认为入夜宇宙变成了一头巨兽,银河则是它的一根脊椎骨,支撑着星空不坠。古代中国人则认为,银河是一条在天上流淌的大河,又叫“天河”或“河汉”。

银河果真是天上的一条大河或大路吗?人们曾争论了多少岁月,直到1610年初,伽利略第一次把自制望远镜对准银河,才撩开了笼罩在银河上的神秘面纱,原来银河系只不过是一群聚集在一起的无数星星。

第一个提出银河系模型的,是英国天文学家赖特(1711—1786)。赖特第一个天才地猜测到:包括太阳在内的所有恒星,都在轨道上围绕某个中心运行,从而构成一个扁平而旋转着的星系。

1750年,他猜测银河和天上见到的所有恒星构成一个巨大的、扁平的、旋转着的宇宙系统,像个硕大无比的大石磨,他称之为“银河系”。

大约在130亿年前,那时还没有银河系和任何河外星系,宇宙中到处是由氢和氦组成的炽热气体,其中氢约占3/4,氦约占1/4。随着这些气体的冷却,在万有引力作用下,它们的分布变得不均匀起来,开始变成一大块一大块的云团,每个云团直径可达100万光年以上(一光年是光在真空中一年经过的路程,约等于10亿千米)。这些云团称为原始星系云,我们的银河系就是由它形成的。

银河系的形成不是一代恒星所能形成的。银河系中第一代生成的恒星,几乎没有比氦更重的元素。这些恒星的质量大多比现在我们看到的恒星大很多,而寿命则短得多,许多不到一亿年。它们中的核反应进行得非常快,到最后将产生爆炸。爆炸时抛出的气体中,已经含有较多的重元素。这些气体与原来留下来还没有形成恒星的气体混合,形成第二代恒星。很明显,第二代恒星中应该含有较多的重元素。如此又有更多代的恒星形成,后一代的恒星与前一代相比,重元素含量进一步增加。我们的太阳至少已经是第三或第四代恒星了。

这样,在银河系周围,就有一些很小的星系,被银河系吸引进来,进而被银河系的引力撕碎。其中的恒星和星团就成了银河系的成员。这些小星系中最大的两个是位于南极附近星空中的大麦哲伦云和小麦哲伦云(麦哲伦是16世纪葡萄牙航海家,他在作环球航行经过南半球时,对这两个伴星系第一次作了科学观测,并做了纪录,所以就用他的名字命名)。它们都是形状不规则的星系,离开银河系只有20万光年上下。现在,天文学家观察到,这两个星系都受到了银河系的破坏,有许多气体云正在从这两个星系快速流向银河系。

很可能,原始星系云在形成银河系之前,已经分裂成许多较小的碎块。在这些碎块中,独立地形成了很多恒星,而且可能不止一代,成为伴随银河系的小星系。随着原始星系云整体的坍缩,这些小星系先后合并起来,形成了银晕,而中间则继续坍缩成为核球。有少数小星系,当时未被合并掉,在银河系形成以后才陆续被银河系吞并。这一过程,一直到现在还在持续。

太阳位于银盘中,是银河系形成八九十亿年以后才诞生的。

银河系是一个旋涡星系,它有三条旋臂:猎户座旋臂、英仙座旋臂、人马座旋臂。这些旋臂主要是由年轻的亮星、亮星云构成的。1982年,天文学家在银河中心附近又发现了三千秒差距旋臂。太阳位于猎户座旋臂的内侧。

至此,关于银河系的形成和真实形状似乎已经有了一个大概的说法。但是是否就已经弄清了呢?谁也不敢把话说死。

人类认识宇宙,是一个逐步深入和发展的过程。在这个过程中,人类的认识只能越来越接近宇宙的真实面貌。人类对太阳系的认识是这样,对银河系的认识也是这样。要想彻底看清银河系,恐怕只有到银河系外面,才能真正看清银河系的全貌。然而,飞出银河系的最低速度(第四宇宙速度)大约是110~220千米/秒,谁也不知道人类什么时候能达到这样的速度。因此,人们只能以间接的办法推断它的形成过程、它的形状,通过不断的猜测、观察,再猜测、再观察……逐步逼近更符合它本来面貌的认识。

银河系究竟是怎样形成的?银河系到底什么形状?

还是人类尚待解开的谜。