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银河系(Milky Way)是太阳系所处的星系。過去它被認為与同处于本星系团的仙女座大星系一样,都是旋渦星系,但最近研究指銀河系實際上為一棒旋星系(barred spiral galaxy)。因为它像一条流淌在天上闪闪发光的河流一样,古称银河、天河,北半球來說夏季最明顯看到銀河(在天蝎座、人馬座延伸至夏季大三角,甚至仙后座),冬季的那邊銀河很黯淡(在獵戶座與大犬座)。估計約一千多亿颗恒星组成。
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对银河系的探索 银河系是一个中间厚,边缘薄的扁平盘状体。他的主要部分称为银盘,是一个漩涡状。 它的总質量约有太阳的一万亿倍,直徑约为十万光年,中央厚约1万光年,边缘厚约3000-6000光年。太阳约处於与银河系中心距离约27,700光年的位置。 银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体,称为银晕,直径约10万光年。 仔细观察银河系,可以发现有4条旋臂,分别是人马臂,猎户臂,英仙臂,3000秒差距臂。太阳位于猎户臂内侧。旋臂主要由星际物质构成。 银河系也有自转。太阳系以每秒250千米速度围绕银河中心旋转,旋转一周约2.2亿年。 银河系有兩个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。 与银河系相对的称之为河外星系。 一般认为,银河系中的恒星多为双星或聚星。而2006年新的发现认为,银河系的主序星中2/3都是单星。
特征 依據歐洲南天天文台(ESO)的研究報告,估計銀河系的年齡約為136億歲(10年),幾乎與宇宙一樣老。 [1] 由天文學家Luca Pasquini, Piercarlo Bonifacio, Sofia Randich, Daniele Galli, and Raffaele G. Gratton.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NGC 6397的兩顆恆星內發現了鈹元素。這個發現讓他們將第一代恆星與第二代恆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,因此銀河系的年齡不會低於136±8億歲。
年齡 2005年,銀河系被發現以哈柏分類來區分應該是一個巨大的棒旋星系SBc(旋臂寬鬆的棒旋星系),總質量大約是太陽質量的6,000億至30,000億倍。 人馬座矮橢球星系的發現,與在環繞著銀極的軌道上的星系碎片,說明了他因為與銀河的交互作用而被扯碎。同樣的,大犬座矮星系也因為與銀河的交互作用,使得殘骸在盤面上環繞著銀河。 在2006年1月9日, Mario Juric和普林斯頓大學的一些人宣佈,史隆數位巡天在北半球的天空中發現一片巨大的雲氣結構(橫跨約5,000個滿月大小的區域)位在銀河之內,但似乎不合於目前所有的銀河模型。他將一些恆星匯聚在垂直於旋臂所在盤面的垂線上,可能的解釋是小的矮星系與銀河合併的結果。這個結構位於室女座的方向上,距離約30,000光年,暫時被稱為室女恆星噴流。 在2006年5月9日, Daniel Zucker 和 Vasily Belokurov宣佈史隆數位巡天在獵犬座和牧夫座又發現了兩個矮星系。
2 and 8 - 3kpc 和 英仙臂 3 and 7 - 距尺臂 和 天鵝臂 (與最近發現的延伸在一起 - 6) 4 and 10 - 南十字座 和 盾牌臂 5 and 9 - 船底座 和 人馬臂 11 - 獵戶臂 (包含太陽和太陽系在內 - 12) 結構 太陽(包括地球和太陽系)都在獵戶臂靠近內側邊緣的位置上,在本地蓬鬆物(Local Fluff)中,距離銀河中心7.94±0.42千秒差距,因此以太陽的年齡估算,太陽已經繞行銀河20-25次了。太陽的軌道速度是217km/s,換言之每8天就可以移動1天文單位,1400年可以運行1光年的距離。 海頓天象館的8.0千秒差距的立體銀河星圖,正好涵蓋到銀河的中心。
太陽在銀河系中的位置 銀河、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系,這個群總共約有50個星系,而本地群又是室女座超星系团的一份子。. 銀河被一些本星系群中的矮星系環繞著,其中最大的是直徑達21,000光年的大麥哲倫雲,最小的是 船底座矮星系、天龍座矮星系和獅子II矮星系,直徑都只有500光年。其他環繞著銀河系的還有小麥哲倫雲,最靠近的是大犬座矮星系,然後是人馬座矮橢圓星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分儀座矮星系、天爐座矮星系和獅子I矮星系。 在2006年1月,研究人員的報告指出,過去發現銀河的盤面有不明原因的傾斜,現在已經發現是環繞銀河的大小麥哲倫雲的擾動所造成的漣漪。是在她們穿過銀河系的邊緣時,導致了某些頻率的震動所造成的。這兩個星系的質量大約是銀河的2%,被認為不足以影響到銀河。但是加入了暗物質的考量,這兩個星系的運動就足以對較大的銀河造成影響。在加入暗物質之後的計算結果,對銀河的影響增加了20倍,這個計算的結果是根據麻薩諸塞州大學阿默斯特分校馬丁·溫伯格的電腦模型完成的。在他的模型中,暗物質的分布從銀河的盤面一直分佈到已知的所有層面中,結果模型預測當麥哲倫星系通過銀河時,重力的衝擊會被放大。
銀河系的鄰居 一般而言,根據愛因斯坦的狹義相對論,任何物體通過空間時的絕對速度是沒有意義的,因為在太空中沒有合適的慣性參考系統, 可以作為測量銀河速度的依據(運動的速度, 總是需要與另一個物體比較才能量度)。 因為各向宇宙微波背景輻射非常的均勻, 只有萬分之幾的起伏. 所以就讓喬治·斯穆特想到了一個方法, 就是測量宇宙微波背景輻射有沒有偶極異向性. 在 1977 年, 美國勞倫斯伯克萊國立實驗室的喬治·斯穆特等人, 將微波探測器安裝在 U-2偵察機 上面, 確切地測到了宇宙微波背景輻射的偶極異向性, 大小為 3.5±0.6 mK, 換算後, 太陽系在宇宙中的運動速度約為 390±60 km/s, 但這個速度, 與太陽系繞行銀河系核的速度 220 km/s 方向相反, 這代表銀河系核在宇宙中的速度, 約為 600 多 km/s。 有鑑於此,許多天文學家相信銀河以每秒 600 公里的速度相對於鄰近被觀測到的星系在運動,大部份的估計值都在每秒 130~1,000 公里之間。如果銀河的確以每秒 600 公里的速度在運動,我們每天就會移動 5,184 萬公里,或是每年 189 億公里。相較於太陽系內,每年移動的距離是地球與冥王星最接近時距離的 4.5 倍。銀河在空間中運動的方向是指向長蛇座的方向。
穿過空間的速度 世界各地有許多創造天地的神話圍繞著銀河系發展出來。很特別的是,在希臘就有兩個相似的希臘神話故事在解釋銀河是怎麼來的。有些神話將銀河和星座結合在一起,認為成群牛隻的乳液將深藍色的天空染白了。在東亞,人們相信在天空中群星間的霧狀帶是銀色的河流,也就是我們所說的天河。 Akashaganga是印度人給銀河的名稱,意思是天上的恆河。 依據希臘神話,銀河是赫拉在發現宙斯以欺騙的手法誘使他去餵食年幼的赫拉克勒斯因而濺灑在天空中的奶汁。另一種說法則是赫耳墨斯偷偷的將赫拉克勒斯帶去奧林匹斯山,趁著赫拉沉睡時偷吸他的奶汁,而有一些奶汁被射入天空,於是形成了銀河。 在芬蘭神話中,銀河被稱為鳥的小徑,因為它們注意到候鳥在向南方遷徙時,是靠著銀河來指引的,它們也認為銀河才是鳥真正的居所。現在,科學家已經證實了這項觀測是正確的,候鳥確實在依靠銀河來引導,在冬天才能到溫暖的南方陸地居住。即使在今天,芬蘭語中的銀河依然使用Linnunrata這個字。 在瑞典,銀河系被認為是冬天之路,因為在斯堪的納維亞地區,冬天的銀河是一年中最容易被看見的。 古代的亞美尼亞神話稱銀河系為麥稈賊之路,敘述有一位神祇在偷竊麥稈之後,企圖用一輛木製的運貨車逃離天堂,但在路途中掉落了一些麥稈。
神話 目前的觀測認為仙女座星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向銀河系運動,在30-40億年可能會撞上銀河系。但即始真的的發生碰撞,太陽以及其他的恆星也不會互相碰撞,但是這兩個星系可能會花上數十億年的時間合併成橢圓星系。
銀河的未來
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