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银河系和河外星系论文范文

提到银河,我们会想到牛郎织女的传说——“迢迢牵牛星,皎皎河汉女”,牛郎与织女在银河的阻隔下久久不能相见.在西方,人们想象银河是希腊神话中天后赫拉洒在空中的乳汁,于是把银河称为“牛奶之路”.银河看上去就像一条淡淡的白色光带横贯于夜空,在没有望远镜的年代,人们以为银河是一种大气现象.直到1610年,伽利略第一次把望远镜指向银河,才发现原来银河是由无数颗恒星组成的天体系统.在20世纪20年代以前,大部分天文学家还认为银河系包含了宇宙中所有的恒星.直到爱德文·哈勃通过观测研究提出银河系其实只是宇宙中众多星系之一,人们才对宇宙的宏大有了更进一步的认知.

“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,因为我们的地球家园处在太阳系之中,太阳系又包含在银河系里,所以身处银河系中的我们,很难窥探银河系的全貌.不过,浩瀚的宇宙遍布着各种形态的星系,通过观测研究它们的生命历程,银河系的面貌在我们的眼前逐渐清晰起来.

如果从侧面观察银河系,银河系大概像一个中间厚两边薄的飞碟,其凸起的扁球体叫作核球,核球的中心也就是整个银河系的核心,叫作银心;扁平的区域被称为银盘;银盘的四周散布着球状星团;这些球状星团是银河系中最年老的天体,绕着银心旋转,它们和其他一些物质组成了银晕.银河系俯视图银河系侧视图

如果俯视银河系,银河系看起来就像一个大旋涡,伸展着几条旋臂.整个银河系都在自转,旋臂也在银盘上转动.旋臂是孕育恒星的摇篮,当尘埃、分子云等物质进入旋臂时,这些物质会被旋臂的旋涡密度波压缩,形成扰动,这样就有机会形成新的恒星了.

地球人眼中的银河系

以太阳这颗恒星为中心的太阳系处于猎户旋臂之中,围绕银河系中心转动,速度大约是220千米/秒,周期大约是2.7亿年.由于太阳系位于银盘的边缘,离银心较远,从地球上观测,朝向银盘方向的恒星多,垂直于银盘面方向的恒星少,所以我们观测到的银河呈带状.

银河系包含约2000亿～4000亿颗恒星和至少1000亿颗行星.那么庞大的恒星集团,我们在地球上看应该十分明亮才对,但是为什么肉眼看去银河只是淡淡的白色?通过相机长时间拍摄到的银河照片,我们可以看到无数恒星、星云的色彩被显示出来.在照片中,我们还可以看到银河中的黑色带状区域,看上去就像银河的“裂缝”.这个黑色带状区域其实布满了尘埃和分子云,就是它们将大部分恒星遮挡住,使银河看上去暗淡了许多.图中红色激光所指的是银心方向

银河中有什么?

目前,天文学家通过探测得出整个银河系的质量大约是太阳质量的1.5万亿倍,其直径约为10万光年.不过,银河系所有恒星、星团、星云等明亮天体的质量总和只占整个银河系的10%,剩下的90%都是神秘的暗物质！我们目前还无法理解这些暗物质究竟是什么,它们仍然是天文学领域的未解之谜.不过,相信随着天文学的发展,我们终将解开这个谜团.銀河系中心假想图

银河系那么庞大的天体系统,它的中心到底是什么呢?在地球上观测,银心正好位于人马座方向.不过由于银盘中尘埃、气体等物质的遮挡,我们无法通过肉眼或光学望远镜欣赏银心的壮观景象,只能通过其他波段望远镜进行探测.天文学家结合射电、红外、X射线、伽马射线的观测资料,逐渐揭开了银河中心的神秘面纱.

银河系中心附近是银河系恒星最密集的区域,这里聚集了大量的恒星群.此外,这里还有大量电离气体和尘埃,天文学家探测到银心处的电离气体高速转动,并证实了银心处有一个超大质量的黑洞！其质量约为太阳质量的400万倍,黑洞巨大的引力在吸引物质的过程中释放出巨大的能量.正是因为黑洞产生的巨大引力,银心附近的恒星才那么活跃,银河系中心的亮度才那么高.

多姿多彩的河外星系

银河系中有各种天体,但不可能再包含另一个星系,所以银河系外的星系都被称为河外星系.河外星系有很多种形态,有些和星云、星团很像.曾经,人们就误把仙女座大星系看成了星云,还将其命名为仙女座星云.直到天文学家哈勃测定了这个天体的距离后,发现它远在银河系之外,是和银河系一样级别的庞大星系,人们才纠正了命名.随后,哈勃在观测了大量星系后,在1926年提出了星系分类法,按照形态将星系分成了四类：椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系和不规则星系.

椭圆星系比较容易辨认,用字母E表示,搭配0～7的数字,表示了8种形状.从E0到E7,星系的形状由正圆逐渐变为椭圆.椭圆星系没有旋臂,也没有明显的星系盘.比较常见的椭圆星系有M49、M59、M60、M87、NG125等.M49橢圆星系（E2A）

旋涡星系有明显的旋涡结构,星系中心为球状或椭球状,有两条或两条以上的旋臂.旋涡星系用字母S表示,根据核球的大小和旋臂松紧程度,分为Sa、Sb、Sc三个类型.通过观察发现,Sa的核球最大,旋臂卷得最紧.Sc的核球比较小,旋臂最松散.上文提到的仙女座大星系就属于旋涡星系,除此之外还有M74、M81、M101、M104、M51a、NGC300、NGC772等.M81（Sa型）M101风车星系（Sc型）M104草帽星系（Sa型）

在E7椭圆星系和Sa旋涡星系之间还有一种过渡星系,被称为透镜星系,用S0表示.这种星系的核球比E7更扁,还没有出现或刚要出现旋臂.

棒旋星系与旋涡星系的区别在于中心部分的形状,旋涡星系的核球是球状的,而棒旋星系的核球是棒状的.同样按照旋臂的松紧程度,棒旋星系可分为SBa、SBb和SBc三个类型.我们的银河系曾一度被认为是旋涡星系,直到发现它的棒状结构,人们才确定它是一个棒旋星系.那你认为银河系是棒旋星系中的哪一类呢?通常,它会被归类为SBb或SBc.除了我们所处的星系外,典型的棒旋星系还有M91、M95、NGC1097、NGC1300、NGC1672、NGC2536、NGC2903等.M91（SBb类型）NGC1672（SBb类型）NGC2536（SBc类型）

不规则星系用字母Irr表示,这个类型包罗万象,只要无法归到上述三类星系的,都被归为此类.不规则星系没有中心核球,也没有旋涡结构和旋臂,形状多样.比较典型的是曾经也被误认为是星云的“大、小麦哲伦云”,除此之外还有M82、NGC1427A等.大麦哲伦云小麦哲伦云M82雪茄星系

天文学家们统计已经观测到的星系,发现不规则星系约占所有星系的3%,椭圆星系约占20%,其余都是旋涡星系或棒旋星系.可见,星系的主要形态就是旋涡状或棒旋状.

说到这里,你可能会问：为什么星系会呈现不同的形状呢?目前,关于星系如何形成的物理理论尚无定论,不过科学界普遍认为绝大多数螺旋星系是由旋转的气体、尘埃云构成.万有引力也会促使星系不断旋转,杂乱无章的体系就在旋转过程中被拉成一个扁平的平面.随着时间的推移,由于摩擦导致的能量损失以及万有引力的作用,星系还会被迫收缩.当旋转的物体收缩时,它会旋转得更快.你可以想象花样滑冰运动员在冰场上高速旋转时,是不是越收缩身体旋转得越快！旋臂的种类就与旋转速率相关,旋转速率越快的星系,其旋臂越紧密;而旋转缓慢的星系则拥有更长且疏松的旋臂.