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银河系里有什么?

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/18 09:01:29
银河系里有什么?
银河系里有什么?
银河系
我们地球和太阳所在的恒星系统,是一个普通的星系,因其投影在天球上的乳白亮带——银河而得名.银河系是一个透镜形的系统,直径约为25千秒差距,厚约为1~2千秒差距.它的主体称为银盘.高光度星、银河星团和银河星云组成旋涡结构迭加在银盘上.银河系中心为一大质量核球,长轴长4~5千秒差距,厚4千秒差距.银河系为直径约30千秒差距的银晕笼罩.银晕中最亮的成员是球状星团.银河系的质量为1.4×10□太阳质量,其中恒星约占90%,气体和尘埃组成的星际物质约占10%.银河系整体作较差自转.太阳在银道面以北约8秒差距处距银心约10千秒差距,以每秒250公里速度绕银心运转,2.5亿年转一周.太阳附近物质(恒星和星际物质)的总密度约为0.13太阳质量/秒差距□或8.8×10□克/厘米□.银河系是一个Sb或Sc型旋涡星系,拥有一、二千亿颗恒星,为本星系群中除仙女星系外最大的巨星系.
研究简史 十八世纪中叶人们已意识到,除行星、月球等太阳系天体外,满天星斗都是远方的“太阳”.赖特、康德和朗伯特最先认为,很可能是全部恒星集合成了一个空间上有限的巨大系统.
第一个通过观测研究恒星系统本原的是F.W.赫歇耳.他用自己磨制的反射望远镜,计数了若干天区内的恒星.1785年,他根据恒星计数的统计研究,绘制了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居其中心的银河系结构图.他用50厘米和120厘米口径望远镜观测,发现望远镜贯穿本领增加时,观察到的暗星也增多,但是仍然看不到银河系的边缘.F.W.赫歇耳意识到,银河系远比他最初估计的为大.F.W.赫歇耳死后,其子J.F.赫歇耳继承父业,将恒星计数工作范围扩展到南半天.十九世纪中叶,开始测定恒星的距离,并编制全天星图.1906年,卡普坦为了重新研究恒星世界的结构,提出了“选择星区”计划,后人称为“卡普坦选区”.他于1922年得出与F.W.赫歇耳的类似的模型,也是一个扁平系统,太阳居中,中心的恒星密集,边缘稀疏.沙普利在完全不同的基础上,探讨银河系的大小和形状.他利用1908~1912年勒维特发现的麦哲伦云中造父变星的周光关系,测定了当时已发现有造父变星的球状星团的距离.在假设没有明显星际消光的前提下,于1918年建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心.到二十年代,沙普利模型已得到天文界公认.由于未计入星际消光效应,沙普利把银河系估计过大.到1930年,特朗普勒证实星际物质存在后,这一偏差才得到纠正.
组成 银河系物质约90%集中在恒星内.1905年,赫茨普龙发现恒星有巨星和矮星之分.1913年,赫罗图问世后,按照光谱型和光度两个参量,得知除主序星外,还有超巨星、巨星、亚巨星、亚矮星和白矮星五个分支.1944年,巴德通过仙女星系的观测,判明恒星可划分为星族Ⅰ和星族Ⅱ两种不同的星族.星族Ⅰ是年轻而富金属的天体,分布在旋臂上,与星际物质成协.星族Ⅱ是年老而贫金属的天体,没有向银道面集聚的趋向.1957年,根据金属含量、年龄、空间分布和运动特征,进而将两个星族细分为中介星族Ⅰ、旋臂星族(极端星族Ⅰ)、盘星族、中介星族Ⅱ和晕星族(极端星族Ⅱ).
恒星成双、成群和成团是普遍现象.在太阳附近25秒差距以内,以单星形式存在的恒星不到总数之半.迄今已观测到球状星团132个,银河星团1,000多个,还有为数不少的星协.据统计推论,应当有18,000个银河星团和500个球状星团.二十世纪初,巴纳德用照相观测,发现了大量的亮星云和暗星云.1904年,恒星光谱中电离钙谱线的发现,揭示出星际物质的存在.随后的分光和偏振研究,证认出星云中的气体和尘埃成分.近年来通过红外波段的探测发现在暗星云密集区有正在形成的恒星.射电天文学诞生后,利用中性氢21厘米谱线勾画出银河系旋涡结构.根据电离氢区的描绘,发现太阳附近有三条旋臂:人马臂、猎户臂和英仙臂;太阳位于猎户臂的内侧.此外,在银心方向还发现了一条3千秒差距臂.到1979年底,发现的星际分子已超过50种.
银河系中性氢的分布 结构 银河系的总体结构是:银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘,叫做银盘,银盘中心隆起的近似于球形的部分叫核球.在核球区域恒星高度密集,其中心有一个很小的致密区,称银核.银盘外面是一个范围更大、近于球状分布的系统,其中物质密度比银盘中低得多,叫作银晕.银晕外面还有银冕,它的物质分布大致也呈球形.有关银河系的细节见银河系结构.
起源和演化 银河系的起源这一重大课题目前还了解得很差.这不仅要研究一般星系的起源和演化,还必须研究宇宙学.按大爆炸宇宙学假说,我们观测到的全部星系都是前高密态原始物质因密度发生起伏,出现引力不稳定和不断膨胀,逐步形成原星系,并演化为包括银河系在内的星系团的.而稳恒态宇宙模型假说则认为,星系是在高密态的原星系核心区连续形成的.
银河系演化的研究近年来才有一些成就.关于太阳附近老年恒星空间运动的资料表明,在原银河星云的坍缩过程中,最早诞生的是晕星族,它们的年龄是100多亿年,化学成分是氢约占73%,氦约占27%.而大部分气体物质集聚为银盘,并随后形成盘星族.近年还从恒星的形成和演化、元素的丰度的变迁、银核的活动及其在演化中的地位等角度探讨银河系的整体演化.六十年代发展起来的密度波理论,很好地说明了银河系旋涡结构的整体结构及其长期的维持机制.
银河系结构
银河系结构的研究已有近二百年历史,这是近代和现代天文学的活跃领域之一.1785年,F.W.赫歇耳第一个研究了银河系结构,他用恒星计数方法得出银河系恒星分布为扁盘状,太阳位于盘面中心的结论.1918年,沙普利研究球状星团的空间分布,得出银河系内球状星团系统的直径为30千秒差距,发现太阳的位置并不在银河系的中心.巴纳德研究了赫歇耳资料指出银河系中存在不发光的星际尘埃云,主要分布于银道面.以后,中性氢21厘米谱线射电的探测,六十年代星际分子谱线的发现,红外技术的发展,都为银河系结构的研究提供了强有力的工具.
银河系总体结构大致如下:银河系的物质(主要是恒星)密集部分组成一个圆盘,形状有点像体育运动用的铁饼,叫作银盘.银盘的中心平面叫作银道面.银盘中心隆起的球形部分叫银河系核球.核球中心有一个很小的致密区,叫作银核.银盘外面是一个范围广大、近似球状分布的系统,叫作银晕.其中的物质密度比银盘中低得多.银晕外面还有银冕,也大致呈球形.
银盘直径约25千秒差距.银盘中间厚,外边薄.中间部分的厚度大约2千秒差距.太阳附近银盘厚度约1千秒差距.银盘中有旋臂,这是盘内气体尘埃和年轻的恒星集中的地方.旋臂内主要是极端星族I天体,如大量的O、B型星、金牛座T型变星、经典造父变星、银河星团、超巨星、星协等.21厘米谱线的研究发现,中性氢高度集中于银道面,尤其集中于旋臂内.银河系内已发现有英仙臂、猎户臂、人马臂等,还有一条离银心4千秒差距的旋臂叫作三千秒差距臂,正以约53公里/秒速度向外膨胀.太阳在银河系内位于猎户臂附近,离银心10千秒差距,在银道面北8秒差距处.银盘内主要是星族I的天体,除与旋臂有关的天体外,有晚于A型的主序星、新星、红巨星、行星状星云及周期短于 0.4天的天琴座RR型变星等等.
核球是银河系中心恒星密集的区域,长轴长4~5千秒差距,厚4千秒差距,结构复杂.核球的质量、密度、范围都未确定.由于光学观测受到星际消光的影响,射电、红外观测已成这一区域资料的主要来源.核球中主要是星族Ⅱ的天体,如天琴座RR型变星;也有星族I的天体,如M、K型巨星,近年还发现有分子云.银核发出强的射电、红外和X射线辐射,它的物质状态还不大清楚.
包围着银盘的银晕,直径约30千秒差距,密度比银盘小,主要由晕星族组成,有亚矮星、贫金属星、红巨星、长周期天琴座RR型变星和球状星团等等.在恒星分布区之外,还存在一个巨大的大致呈球形的射电辐射区,称为银冕.
银河系有一、二千亿颗恒星,其相当大一部分是成群成团分布的,它们组成了双星、聚星、星协和星团.太阳附近,主要由B型星组成一个独特的恒星系统,叫作本星团或谷德带.它在天球上构成与银道面成16°的大圆,其本质还未完全确定.银河系内,除恒星外,还存在大量弥漫物质,即气体和尘埃.它们除聚成星际云,高度集中分布于银道面附近外,还广泛散布在星际空间.恒星与星际物质间进行物质交换.各类不稳定的星体通过爆发把物质抛射到星际空间.星际云在一定条件下可以凝聚成恒星,星际物质也能被恒星吸积.星际物质的化学成分与恒星大气相近,主要是氢.尘埃的质量平均为气体的1/10.
银河系结构图http://www.wiki.cn/w/images/e/e6/Twyinh3.jpg
银河系真实照片http://blog.yadao.com/roller_data/uploads/200604/2006040311365301321.jpg