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科學報 科學文摘 探索

我們美麗浩瀚的銀河系究竟是什麼樣的?


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更新日期:2019609
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火星科學家

銀河系是我們在宇宙中的故鄉。
按照宇宙的標準,它是一個大都市, 有數千億個恆星公民——銀河系中恆星的數量至少是地球上人口的40倍。

直徑約9萬光年的盤狀銀河系有 一個明亮的銀心,它大致厚1萬光年、 寬1.3萬光年,最少有1000億顆恆星。
在銀心中,10~1000顆恆星與太陽 在銀河系旋臂中占據的空間相同。靠近核球的恆星的間距都不到1/4光年; 近距離碰撞必定是家常便飯,不過太陽至少在10億年內與其他恆星的距離要大於1/4光年。

銀河系的旋臂從銀心伸出,延伸成一個扁平而對稱的風車形。太陽位於從銀心到銀河系邊緣的2/3處,在獵戶臂的內環邊上。這裡是銀河系的郊區,遠離緻密的核心但又沒有過度遠離其他的恆星鄰居。在這些鄰居中, 最容易被看見是諸如獵戶腰帶上的藍巨星和超巨星。這些質量遠超太陽且力量強大的恆星構成了旋臂,並賦予了旋臂藍白色的色調。

由於缺乏藍巨星,而且黃色和紅色的恆星占據主導,銀河系核心區域的基調為黃色。藍巨星是年輕的恆星, 而銀心似乎是更成熟的恆星的領地。
藍巨星一生短暫,年輕時就會死亡。
它們會以驚人的速度揮霍自己的燃料, 生命只能持續幾百萬年。在光輝而短 暫一生之後,藍巨星會演化成紅巨星, 不久可能以超新星爆炸的方式謝幕。

藍巨星和較小的類太陽恆星都誕生於星雲——由氣體和塵埃組成、穿插於銀河系旋臂中的雲霧狀天體。像獵戶星雲這樣的恆星誕生地以亮星雲的形式點綴旋臂上,在彩色照片中呈粉色。在銀河系的放大圖中,我們標出了用雙筒望遠鏡可以看到 的多個產星區。我們還在那幅圖中標出了顯眼的恆星和星團,它們中的大多數都可以用肉眼看到。

星團是亮星雲的下一個演化階段。隨著時間的流逝,星團通常會解體,單顆的恆星會散落到旋臂的各個角落。旋臂間的恆星數量和旋臂中的幾乎相等,但前者幾乎都亮度較低,亮度與太陽相當或者更暗。旋臂似乎是有恆星形成的密度波,這種波會在整個銀盤中傳播。構成旋臂的藍巨星和超巨星不會活到移入旋臂間區域的那一天。

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在太陽和其他恆星繞銀河系的中心轉動時,旋臂的密度波會掃過它們,引發新恆星的形成。我們的太陽和太陽系似乎正在進入獵戶臂。與我們相鄰 的很多恆星都是獵戶臂中被稱為古德帶的年輕恆星集團的成員。當我們越過古德帶遙望獵戶座中的恆星時,我們是在由上向下看獵戶臂的後邊緣。當我們朝英仙座望去, 我們是在朝與銀心相反的方向往類仙臂看去。天鵝座位於獵戶臂的內側,

獵戶座方向相反。在夏末,靠近南方地平線的那部分銀河是人馬臂,朝向銀心。暗星雲遮擋了核球, 把我們的視線擋在了人馬臂之外。

旋臂之外的是銀暈,那裡是球狀星團——緻密的球形恆星群,由多達400萬顆恆星組成的居所。球狀星團按照巨大的軌道繞銀心轉動。目前的研究顯示,銀暈——其他星系周圍也有的質量相當於數千億顆恆星,但只有極少數的恆星能被看到。那些「看不到」的物質是現代天文學的重大謎團之一。

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