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文章作者:admin | 2015-05-05
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敢问银河甚么样?普通人都知道银河像是两个扣在一路的盘子,正面很薄,正面是个盘状的旋涡。可是你有没有想过,我们身在银河中,又是若何知道银河系的模样的?

银河系蝗虫集群的本相银河面孔何来?

球状星团

“横算作岭侧成峰,远近高低各不合。不识庐山真面貌,只缘身在此山中。”

这首名诗说清楚明了身在个中的人难以总览事物全貌的难堪,真是一孔之见,太笼统了!从古至今,人类都想知道寰宇甚么样,但先人只能站在地球上不雅察地球,那怎样能够看出地球的真面孔呢?把圆地球算作是一片平地,因而先人认为“天圆处所”。

如今没法跳出银河系的我们面对着异样的成绩,我们银河系又是甚么模样的?这个成绩,生怕身在个中的我们没法答复吧。用合适的千里镜,我们只能看到银河系的正面甚么样。可如今,迷信家说:银河系是个盘状的旋涡,那么迷信家是若何知道的?

我们知道地球是球形的,由于跳出地球的卫星可认为我们拍到地球的照片。可是到如今,人类的探测器也才方才逾越太阳系边沿,人类本身都不敢想甚么时候才能跳出银河系。那么银河系的面庞图究竟是怎样来的呢?

这些疑问确切点到了实处。有关银河系的全貌图不是千里镜看到、拍到的,而是迷信家画出来的,也就是说,银河系的模样是迷信家推想出来的。

那么,迷信家的推想有没有事理呢?其其实我们还没有跳出地球的时辰,人类就曾经经过过程丈量数据和帆海经历,推想出地球应当是球形的。待人类造的卫星跳出地球大年夜气层以后,拍摄到的地球真面庞确切是球形的,证清楚明了之前的推想。因而可知,固然我们如今没法跳出银河系来看银河系的全貌,但根据已控制的材料,也能够对银河系的模样作一些推想。

如今,就让我们随着迷信家的思路,来推想银河系的面庞吧

银河系正面像个凸面镜

起首,我们经过过程千里镜的不雅察,很轻易推想出银河系的正面面貌。

不过站在地球上,我们只能看到天空有一条银色的飘带,由于被大年夜地盖住了视野,这其实不是银河系的全部正面,银河正面完全的气候是千里镜升入太空后才不雅察到的,那气候非常壮不雅:全部天空就像一个大年夜圆球包抄着我们,一条扁平细长的银色条带环绕全部天空,这道银河把圆球形的天空一分两半,每半都是个半球!这轻易懂得,我们身在“河”中,就会看到四周都被“河”环绕。假设我们到了岸边,就不是这气候了,就只会看到河是我们身边的一条飘带,我们的另外一侧就没有飘带环绕了。

由此可知,银河系正面是扁平的,根据这条带中心有些鼓的情况,可以推想,银河系的正面应当是扁平而中心鼓凸的笼统,很像一个凸面镜的正面。

椭圆?旋涡?照样透镜?

仅仅知道银河系的正面是凸面镜外形,还只是很深刻的熟悉。

我们不雅察其他的星系会发明,有的是卵外形的,叫做“椭圆星系”,椭圆星系的正面普通照样椭圆形,就像一枚鸭蛋一样,正面从哪个偏向看都是椭圆形,而银河系正面是扁平的,是以银河系应当不是椭圆星系。

有的星系是旋涡外形的,叫做“旋涡星系”,旋涡星系的正面就像个凸面镜,扁平而中心鼓凸,与银河系的正面一样,由此,迷信家猜想,银河系很能够是旋涡星系。

然则正面具有这类笼统的星系还有其他情况,例如“透镜星系”,全部星系看上去就像个凸面镜,正面也是扁平而中心鼓凸,但正面却像椭圆星系,是个圆盘或椭圆,看不出有旋臂。除透镜星系,还有一些罕有的星系,正面也与银河系类似,但也不是旋涡星系,例如圆环星系,其正面则是一个大年夜圆环环绕着中间的圆亮斑。但罕有星系太稀少了,是以迷信家认为,银河系即使不是旋涡星系,也是透镜星系,不太能够是罕有星系。

别的,有很多旋涡星系或透镜星系的中间还有个两端稍尖的棒子,银河系的中间会不会也有根棒子呢?固然关于星系中间的棒子,迷信家不知道是怎样构成的,然则星系中间的棒子却很罕见。

看来,要肯定银河系究竟是旋涡照样透镜,主如果看有没有旋臂。

银河系旋臂在哪儿,氢知道

若何才能知道银河系有没有旋臂呢?所谓旋臂,就是恒星密集的处所。迷信家早就发明,恒星密集的处所常常也是气体云密集的处所,经过过程探测其他星系,迷信家不雅察到的旋涡星系的旋臂与那个星系的氢气体云的分布图差不多,旋涡星系的旋臂地点的地方也是气体云集中的处所。那么假设探测出银河系的氢气体云分布,不便可以知道银河系中恒星的分布情况了吗?不便可以知道银河系有没有旋臂了吗?

那么,若何探测银河系的氢气体云呢?

氢会在较高的温度下发射一种波长为21厘米的光波,这是由于氢原子电子自转偏向变更时,从与原子核自转同向,变成与原子核自转反向后,就会释放出波长为21厘米的红外光。只要氢原子会放出这类波长的光,是以,经过过程这类光,便可以看到氢气体云。

然则如许,千里镜也只能看到氢气体云在正面的分布情况,没法看到它在银河盘面上分布的情况。

迷信家自有办法。由于银河盘在自转,盘面上不合部位的氢气体云迁移转变情况,在地球上看来,偏向和速度肯定不合,物理学上有个“多普勒效应”,说的是一种波的波长会由于波源与不雅察者之间的相对活动而改变。那么根据氢气体云中波长的变更情况,迷信家可以测出所不雅察到的氢气体云相关于地球活动的速度和偏向。就像我们站在一个迁移转变的转盘上时,转盘上不合部位的物体的活动速度和偏向相关于我们都不合。反过去,经过过程不合物体的不合速度,我们也能够推想出转盘上的物体位于转盘的甚么地位,但条件须要知道人站在转盘上的地位。

是以,要想经过过程氢气体云的速度和偏向推想出它们在银河盘上的地位,还须要知道地球在银河盘上的地位。

银河系丈量

银河系盘面上哪一点是我们?

根据银河飘带把天空分为两个半球,我们起首可以知道,地球和太阳系位于银河盘面内,而不是在银河盘面的上方或下方。由于假设地球在银河盘面的上方或下方的话,千里镜看到的银河应当是椭圆形的,也不会正好把天空分为相等的两半了,银河会偏向一侧,两侧的天空不一样大年夜。

这轻易懂得,就像我们看一个盘子,假设从正面去看,看到的是扁平的截面,然则若在盘子的上方或下方看的话,看到的是椭圆。在正上方看的话就是个圆了。银河系也是如许,我们若在银河系上方看,就会看到下面的天空被银河系盖住了,而下面的天空又了如指掌,或许是下面的天空大年夜部分被银河系盖住了,所以我们应当在银河系的盘外面。

可是我们详细是在银河盘的哪个部位呢?

关于这个成绩,100年前就有人思虑过了。当时的迷信家想,假设我们是在银河盘的边沿部位,那么看到的星星分布,肯定是一侧比另外一侧密集;假设我们是在银河的中间部位,那么环顾四周,星星的分布密度肯定差不多。这就像我们身在树林中,假设位于树林的边沿地带,那么朝四周看,一边看到的能够也就是几颗树,而朝另外一个偏向看,看到的是密密层层的树木。

这个想法主意没有错,然则当时的迷信家不知道银河盘内还布满了大年夜量的气体和尘埃,它们会对星光产生遮挡,使得我们没法看到银河盘中远方更多的星星,看到的只是一条星星分布密度差不多的银河条带包抄着地球,因而,根据上述树林的例子来推想,100年前的迷信家认为,地球是在银河系的中间部位!

后来迷信家才发明,银河盘内还分布着大年夜量气体和尘埃。我们位于银河中间的说法也就弗成靠了。那么究竟银河盘上的哪一点是太阳系呢?只不雅察银河的正面,我们是没法知道的。

银河系中间的光晕有奥妙

一种奇异的星体帮了地理学家大年夜忙,它们就是亮度产生周期性变更的造父变星。经过过程不雅察造父变星的情况,可以测出银河系四周的各个星系所处的地位。以后,地理学家经过过程不雅察一种特别的星团即球状星团的活动,获知了银河中间究竟在哪里。

我们向银河盘两侧看,可以发明环绕银河中间的银河晕,这个银河晕是球状星团构成的,球状星团的活动与银河盘内的星星活动根本不合,它们各有各的轨道,各有各的活动偏向,银河盘内的星星只是在程度的银河盘内环绕一个中间改变,而这些星团会高低活动、侧向活动,甚么样的轨道都有,但不论它们若何步调一致,活动若何没有规律,却能看出它们都在环绕一个点改变。并且越接近这个点,球状星团的密度越大年夜,数量越多,因而在它们环绕的那个点四周构成了一个球形的光晕,叫“银晕”。 普通的星系中间都有一个球状星团构成的光晕包抄着。很明显,这些球状星团环绕的那个点,就是球形光晕的中间,就是银河中间!

由于那边是引力中间,一个星系的中间肯定是这个星系的引力中间。就像原子四周的电子们活动也仿佛没有规律,但却都是以原子核为中间,也就是电子云有个中间,这中间就是原子核。

而这个中间间隔地球的地位可以计算出来。起首银河中间上方的某个星团与地球的间隔可以用造父变星测出,以后根据三角关系便可以算出银河中间与地球间的间隔了。如许,我们总算知道了地球所处的太阳系位于银河盘面内,间隔银河中间大年夜约2.6万到2.8万光年。

迷信家还根据银晕中垂直于盘面活动的球状星团来作为参照,算出太阳系环绕银河中间改变的速度。由于这些球状星团是垂直于盘面活动的,可以看作是竖在银河盘面的一根标杆,从而可以算出太阳系环绕银河中间的速度大年夜约是220千米/秒,也就是太阳系环绕银河中间转一圈须要2.3亿年。

银河系棒子搅动的旋涡

银河系丈量

知道了地球相关于银河系中间的地位和活动情况后,根据氢气体云相关于地球的速度,便可以算出这些氢气体云相关于银河中间的地位了。因而氢气体云在银河盘面上的分布就涌如今迷信家眼前了:4条较粗大年夜的旋臂在盘面上,大年夜旋臂之间还搀杂着小的旋臂,太阳系则位于一条小旋臂上。因而,人类终究可以肯定地说,银河系是旋涡星系。

但银河中间有没有棒子呢?经过过程下面的分析还没法知道。是以2005年之前的银河系全貌图所绘制的银河系中间都是没有棒子的。

直到2005年,斯皮策红外千里镜升空两年后,探测到了银河系在红外光下的笼统。由于红外线更轻易透过气体和尘埃,是以银河中间的气候就展如今斯皮策千里镜中,给出了银河系更真实的正面外形,经过过程这个笼统,迷信家可以看出,银河中间还真有个棒子外形的星系棒,银河系实际上是旋涡星系中的一类——棒旋星系。而中间有棒子的星系普通只要两个较大年夜的旋臂,因而,迷信家认为,他们根据氢气体云计算出的旋臂数量有误差,以后他们重新宣布,银河系实际上是只要两个大年夜旋臂的棒旋星系。

银河系图片

银河系的面庞就这么被推想出来了。固然,要想肯定银河系更细节的真容实貌,最好等人类跳出银河系回头看的那一天。

银河系的地外文明商量

英国爱丁堡地理台的研究人员顿坎?福尔冈不久前便测验测验着构建了数个用于测试生命在银河系出现过程的模型。为此,他还应用了在比来几年内获得的有关其他天体化学构成和太阳系内行星的数量与特点等数据。

经过过程比较各类模型的运算成果,福尔冈得出结论称,在银河系中能够存在着300-40000个高等文明,并且它们完全有才能与地球人类文明建立接洽。

假设按照地理学家Frank Drake提出的公式——即如今我们所谓的Drake公式,用以提醒地外聪明存在的能够性,假设一个文明可以或许克服最后的技巧招致本身息灭的偏向,则文明可以延续相当长的时间。假设这一结论是精确的,那么不管若何,在全部银河系中文明的数量将会是异常宏大年夜的。

固然,即使按照福尔冈最乐不雅的估计,银河系中两个能够有文明形状存在的恒星体系之间的间隔也不会低于1000光年。

别的,须要弥补的是,福尔冈在研究过程当中将地外生命的特点限制的与地球上的异常类似。但现实上,最新的研究显示,生命能够具有的形状和存在情况,远比人们先前想象的复杂的多。


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