作为人类诞生之地,银河系直径大约12万-18万光年,我们的太阳系大约离银心2.7光年,在一条被称为猎户旋臂的内边缘。这些当然我们从小学都已经很熟悉了。但银河系其实还有许多有趣的花边信息,相信读过这些必将给你留下深刻的印象。
1、银河系是弯的。这里说的“弯”不是说它几条旋臂的弯,而是银盘的弯。我们知道银河系是一个直径12万-18万光年的“盘子”,它的中心隆起一个大约1.2万光年的鼓包。
但事实上,这个“盘子”并不是平的,而是和下面这张图片很相似,是弯曲的。为什么银河系会弯曲呢?天文学家认为这主要是由我们银河系的两个邻居——大、小麦哲伦星云——导致的。这两个矮星系,绕着银河系旋转,是我们“本星系群”的一部分。这两个矮星系就像在进行拔河比赛似的拉扯着我们银河系中的暗物质。
2、银河系有“光环”(晕),但你却看不到。科学家们认为我们银河系90%的物质都是由暗物质所构成,这些暗物质构成了这个有点神秘的“光环”(halo,晕)。银河系的晕是不可见的,但其存在却是经过理论和数值模拟证明过的。科学家们通过数值模拟证明,如果没有这些不可见的质量,那么我们的银河系可能就无法聚集成团,也无法解释恒星为什么绕银河系旋转得那么快。
3、银河系有超过2000亿颗恒星。
从星系的角度来说,银河系只能算是“中等个子”。我们已知最大的星系(IC 1101)有大约100万亿颗恒星,其他大星系也都在万亿的量级上。而像前面提到的大麦哲伦星云这样的矮星系只包含大约100亿颗恒星。银河系所包含的恒星则大约在1000-4000亿颗。但是,当你仰望夜空时,不管你是站在地球的哪个地方,你能看到的星星最多也不过是其中的2500颗左右。
银河系中恒星的数目并不是固定的,因为恒星——和人一样,也是有生有死的。
4、银河系中到处都是灰尘。普通的观测者可能意识不到这一点:银河系中充满着灰尘和气体。在我们的星系中,有10%-15%的明物质(可见物质)是以灰尘和气体的形式存在的,其余的构成了恒星。银河系有大约10万光年那么大,而我们在可见光波段能看到的只有不到0.6万光年的范围。
甚至当夜晚在光污染不是很严重的地方,我们能够分辨出银河系的尘埃。“厚重”的尘埃云会遮挡可见光,但红外线却能够穿透它。这就使得我们能够利用红外望远镜(例如Spitzer空间望远镜)来研究并绘制银河系。
5、银河系靠吃长胖。银河系并不是一直都像现在这样——一个漂亮的、弯曲的漩涡,它以后也不会一直都是这样。它能够变成现在这个尺度和形状,是靠着不断地吞并其他星系,而且现在也仍然在不停地吞并。事实上,现在离银河系最近的大犬座矮星系的恒星正不断地被银河系拉到自己的银盘里。而我们的银河系在过去已经消化很多这样的星系了,例如人马座矮星系。
6、你看到的所有旋转的银河系图片都不是它的照片。目前为止,我们还没有能力飞出银河系的盘面,到它上方去给它拍写真。我们是生活在银河系盘面里的,在一个离银河系中心大约2.6万光年的地方。我们不可能站在自家屋子里给自己的房子拍一个全景照,同样在我们有能力飞出银河系之前,也不可能拍出一张银河系的照片。这就意味着,你曾经看到的那些据说是银河系的旋涡星系,要么是别的星系,要么就是出自哪位艺术家之手画出来的。
7、中心有个大黑洞。其实很多星系的中心都有一个超大质量的黑洞,银河系也不例外。我们星系中心的这个黑洞被称为人马座A,据估计直径大概有2250万公里(大约相当于水星轨道的直径),但是我们要记着:这是黑洞。有大量的物质被吸向这个黑洞,在它的周围形成一个盘面,称为吸积盘。这个吸积盘上的物质的质量是太阳质量的460亿倍,但却被压缩在地球轨道大小的范围内。
有意思的是,尽管人马座A像其他黑洞一样,要把它附近的所有物质都吸到自己“肚子”里,但却发现在这地方竟然还有恒星不断形成。
8、银河系几乎和宇宙一样老。最近根据观测数据计算出宇宙的年龄大约为137亿年。而我们的银河系也已经存在了大约136亿年。怎么知道银河系的年龄的呢?我们通过寻找星系中最古老的恒星来外推。这些恒星一般都存在于球状星团当中,当我们发现了这些恒星,根据其质量推出其年龄;那么我们就知道了银河系的下限——银河系总要比自己内部的恒星年龄大吧。
9、银河系如此之大,也只是别人的一部分。
尽管银河系很大,它也只是一个更大的星系结构的一部分。我们的近邻包括大麦哲伦星云、小麦哲伦星云、以及仙女座大星云(M31,离我们最近的漩涡星云)。除此之外,还有大约50多个其他星系,它们共同环绕着一个中心运动,形成一团,我们称之为“本星系群”。但是,本星系群也仍然只是我们近邻的一个小部分。往更远处看,我们发现银河系只是一个更大的星系群——室女座超星系团——的一部分。
10、银河系也在运动。
银河系像宇宙中所有的事物一样,自身也在空间中运动。地球围绕太阳,太阳围绕银河系,银河系作为本星系群的一部分,也在相对于微波背景辐射(Cosmic Microwave Background,CMB,大爆炸之后剩下的辐射)运动。微波背景辐射是我们用来测定宇宙中物体(例如星系)运动速度的一个方便的参考系。本星系群相对于微波背景辐射的运动速度达到600km/s,或者220万km/h。
如此大的速度,在我们这个渺小的地球框架中,难以想象。