銀河的形成和自轉(zhuǎn)
銀河的形成和自轉(zhuǎn)
銀河在天球上勾畫(huà)出一條寬窄不一的帶，稱為銀道帶，它的最寬處達(dá)30°，最窄處只有4°～5°，平均約20°，這只是銀河系中的一部分。那你想怎么銀河的形成嗎?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來(lái)給你科普一下銀河是怎么形成的。
銀河的形成
夏夜星空中從東北向南橫跨天空的銀河，宛如奔騰的急流，一瀉千里。迢迢的銀河引起多少美麗的遐想和動(dòng)人的故事。
其實(shí)，一年四季都可以看到銀河，只不過(guò)夏秋之交看到了銀河最明亮壯觀的部分。銀河經(jīng)過(guò)的主要星座有：天鵝座、天鷹座、狐貍座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人馬座、天蝎座、天壇座、矩尺座、豺狼座、南三角座、圓規(guī)座、蒼蠅座、南十字座、船帆座、船尾座、麒麟座、獵戶座、金牛座、雙子座、御夫座、英仙座、仙后座和蝎虎座。
銀河在天空明暗不一，寬窄不等。最窄只 4°～5°，最寬約 30°。銀河為什么是白茫茫的呢?伽利略發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡以后，帶著這個(gè)不解之謎，把望遠(yuǎn)鏡指向銀河，原來(lái)銀河是由密集的恒星組成的。為什么只有這一“帶形” 天區(qū)的恒星最密集呢?原來(lái)是由 1000 多億顆恒星組成一個(gè)透鏡形的龐大的恒星體系，我們太陽(yáng)系就在這個(gè)體系之中。我們從太陽(yáng)系向周圍看到盤(pán)狀的邊緣部分呈帶形天區(qū)。這個(gè)天區(qū)的恒星投影最密集，這就是我們所看到的銀河。這個(gè)龐大的恒星體系也由銀河得名，叫銀河系。
肉眼的極限視星等為5.5以上或光污染指數(shù)5級(jí)以上才能看到銀河，如果肉眼看不到銀河，使用最先進(jìn)的觀測(cè)儀器也很難看到銀河。北半球來(lái)說(shuō)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)。
銀河(Milky Way)，我國(guó)民間又稱“天河”、“天漢”。它看起來(lái)像一條白茫茫的亮帶，從東北向西南方向劃開(kāi)整個(gè)天空。在銀河里有許多小光點(diǎn)，就像撒了白色的粉末一樣，輝映成一片。實(shí)際上一顆白色粉末就是一顆巨大的恒星，銀河就是由許許多多恒星構(gòu)成的。像太陽(yáng)這樣的恒星在銀河中有2000多億顆很多恒星有衛(wèi)星。在太空俯視銀河，看到的銀河像個(gè)旋渦。
晴朗的夜空，當(dāng)你抬頭仰望天空的時(shí)候，不僅能看到無(wú)數(shù)閃閃發(fā)光的星星，還能看到一條淡淡的紗巾似的光帶跨越整個(gè)天空，好像天空中的一條大河，夏季成南北方向，冬季接近于東西方向，那就是銀河。過(guò)去由于科學(xué)還不發(fā)達(dá)，不知道它究竟是什么，就又給了它一個(gè)名稱叫做天河，所以我國(guó)民間還流傳著牛郎織女每年七夕在鵲橋相會(huì)等許多唯美的神話故事。
實(shí)際上，銀河是銀河系的一部分，銀河系是太陽(yáng)系所屬的星系。因其主體部分投影在天球上的亮帶被我國(guó)稱為銀河而得名。是我們置身其內(nèi)而側(cè)視銀河系時(shí)所看到的它布滿恒星的圓面。由于恒星發(fā)出的光離我們很遠(yuǎn)，數(shù)量又多，又與星際塵埃氣體混合在一起，因此看起來(lái)就像一條煙霧籠罩著的光帶，十分美麗。
銀河各部分的亮度是不一樣的。靠近銀心的半人馬座方向比其他部分更亮一些。
銀河的歷史探究
自古以來(lái)，氣勢(shì)磅礴的銀河就是人們十分注意觀察和研究的對(duì)象。古人不知道銀河是什么，把銀河想像為天上的河流。我國(guó)著名的神話故事牛郎織女鵲橋相會(huì)，這鵲橋就是鋪設(shè)在這天河之上。夜空中分處銀河兩邊的牛郎星和織女星特別引人注目。牛郎星是天鷹座中最亮的星，在銀河的東岸。織女星在銀河的西岸，是天琴座中最亮的星。西方人把銀河想像成是天上的神后喂養(yǎng)嬰兒時(shí)流淌出來(lái)的乳汁形成的，叫它為牛奶路。英文中的銀河(Milky Way)就是這么來(lái)的。
美麗的神話故事不能代替令人滿意的科學(xué)解釋。銀河究竟是什么呢?望遠(yuǎn)鏡發(fā)明以后，這個(gè)問(wèn)題得到了正確的答案。17世紀(jì)初期，偉大的意大利科學(xué)家伽利略把他自己制造的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了銀河，驚喜地發(fā)現(xiàn)銀河原來(lái)是由許許多多、密密麻麻的恒星聚集在一起而形成的。由于這些恒星距離我們太遠(yuǎn)，人的肉眼分辨不清，把它看成了一條明亮的光帶。
銀河的自轉(zhuǎn)
前面提到太陽(yáng)系與銀河中央的關(guān)系，到俄特與林德柏證明銀河自轉(zhuǎn)，才迎刃而解。俄特是荷蘭人，林德柏是瑞典人，他們?cè)谝痪哦昃烷_(kāi)始著手研究銀河自轉(zhuǎn)。他們的方法是研究太陽(yáng)系附近的星體運(yùn)行。最重 要的發(fā)現(xiàn)是高速星(對(duì)太陽(yáng)的相對(duì)速度)，大多數(shù)離銀河平面較遠(yuǎn)，而他們的運(yùn)行方向呈高度的不對(duì)稱，完全集中在一邊(附圖七)。林德柏首先看清楚了這個(gè)現(xiàn)象。他認(rèn)為銀河星可以按其分布分成更多系統(tǒng)，在銀河平面的星繞銀河中心迅速轉(zhuǎn)動(dòng)。分布在銀河上下有相當(dāng)距離的星則轉(zhuǎn)動(dòng)較緩。太陽(yáng)是屬于前一系統(tǒng)，所以在太陽(yáng)系看后一系統(tǒng)的星，多半都逆著我們走，所以才會(huì)有這種不對(duì)稱，同時(shí)，我們知道只有接近銀河系中心的星轉(zhuǎn)得比太陽(yáng)系快，這樣我們也可觀察出銀河中心的位置，它是在人馬星座方向，憑這理由他支持謝甫利的銀河觀。俄特更進(jìn)一步仔細(xì)分析屬于我們一個(gè)系統(tǒng)的星體，他發(fā)現(xiàn)我們不僅繞著人馬星座轉(zhuǎn)動(dòng)，而且這個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)是里面快，外面慢的較差轉(zhuǎn)動(dòng)(Differential rotation)，太陽(yáng)系距銀河中央為一萬(wàn)秒差距(Parsec，一秒差距等于3.24光年)太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度是每秒鐘二百五十公里，即每小時(shí)九十萬(wàn)公里，這雖然很快，但繞銀河中央一周仍須二億五千萬(wàn)年。俄特與林德柏雖然奠定了銀河自轉(zhuǎn)與太陽(yáng)系附近的較差自轉(zhuǎn)，但是真正自銀河中央到太陽(yáng)系以外是如何自轉(zhuǎn)，到底里面比外面快多少，依舊茫然無(wú)知，一直到二十二年以后，俄特與他的助手用無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)銀河系中氫原子氣體的運(yùn)行，才弄清楚。銀河系主要成份是星體，占全質(zhì)量百分之九十五以上，星際之間并不是真空，而充塞了很稀薄氫原子氣體(HⅠregion)約占全質(zhì)量百分之四除了氫原子氣體以外，尚有星際塵，宇宙線粒子(Cosmicray Particles)氫離子氣體(HⅡ region)以及其他物質(zhì)。我前面提到星際塵能散射星光，所以造成凱卜庭的錯(cuò)誤與寇提斯所看到橫臥在渦狀星系的陰影。普通光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在銀河方向只能看出五千角差而已(一萬(wàn)六千光年)，對(duì)整個(gè)銀河的了解，只有管窺之效。但是無(wú)線電波則不然，因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)，可以在星際通行無(wú)阻，所以自一九三七年詹斯基(K.G.Jansky)發(fā)現(xiàn)了來(lái)自天外的無(wú)線電波，使整個(gè)天文學(xué)大大的邁前了一步。大家都曉得氫原子中有一個(gè)電子繞著一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)動(dòng)，電子與質(zhì)子本身都在旋轉(zhuǎn)(Spin)。旋轉(zhuǎn)方向更改便會(huì)放出無(wú)線電波，波長(zhǎng)約21公厘(cm)。荷蘭天文物理學(xué)家萬(wàn)德赫(H.C. van de Hulst)在一九四四年還是完全用理論預(yù)測(cè)這個(gè)無(wú)線電波。但到一九五一年哈佛大學(xué)的伊文與普塞(H.I. Ewenand E. M. Purcell)果然證實(shí)了萬(wàn)德赫的預(yù)測(cè)。俄特與萬(wàn)德赫在荷蘭政府鼎力支持下興建無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡，致力于銀河系的研究，他們最初的結(jié)果在一九五二年開(kāi)始陸續(xù)發(fā)表，把銀河自轉(zhuǎn)，銀河的總質(zhì)量，最要緊是銀河系的結(jié)構(gòu)問(wèn)題逐漸弄清楚。銀河自轉(zhuǎn)與質(zhì)量是有直接關(guān)系，角速度(angular velocity)愈近銀河中心愈快，從太陽(yáng)到銀河中心一半距離時(shí)，自轉(zhuǎn)增加一倍，接近銀河中央而角速度增加數(shù)倍不止，根據(jù)這個(gè)自轉(zhuǎn)率，銀河質(zhì)量高度聚集在內(nèi)部，密度向外遞減。
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