星系和宇宙

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第一节 银河系

在之前的章节里，我们讨论过星云，比如说，中心距离我们5万光年之外的人马座大星云（图88），当然，还有距离相对比较近，也比较小的盾牌座星云。这些星云的平均直径为1万光年。然而，有的直径要小很多，有的直径远远超出三到四倍。但无论多大或是多小，在夏普利的观点下，都是“星系（galaxies）”，换言之，就是恒星和星云的大集合。

银河系的形状是扁的，中等大小。这个大集体囊括了我们平日里仰望星空便可看见的明亮的星星，在中等望远镜下可观看到的疏散的星团，除此之外，还有银河系边缘上紧密排着的或明或暗的星云。以星系群的其他部分可以判定银河系即为星云之一。我们日常所见的太阳属于银河系。银河系中有2000多亿颗恒星，太阳便是其中一颗平凡的恒星。然而，远在300光年以外的南天星座船底座（Carina）（图**）的方向中才是真正的中心。

在被我们称为银河系的巨大系统之中，众多的星云都形成了一个近似平面的形状。准确监测这个大系统的体积和大小是一件十分困难的事，而这件难事已经困扰了天文学家将近20

0年的时间。他们一直都想，也都在尝试去解决这个难题。为什么说这个问题如此之难？因为我们本身就置身于这个庞大的系统之中。假如能够换一个角度，伫立在这个系统之外，那所谓的难题就可以迎刃而解了。在以往，这个问题可以说是难上加难，毕竟，从前的我们无法测出较之环绕我们的天体更为遥远的天体。但这个系统却有一个有趣的特点，那就是天上的银河系在我们的可观测范围内。

有两种不同的方法来对银河系的结构进行探究。第一种是统计一些可供研究的数据，这些数据的来源就是天空中不同位置，但大小相同的星。该方法的首次使用人便是威廉·赫歇耳爵士，而威廉·赫歇耳爵士的这次研究也是首次在有计划的前提下对银河系的观察和钻研。这一次的研究，在他望远镜可观测到的范围内，数了3000个以上位置的星数。赫歇耳依据先设定某一方向星数多，那么某一方向星的范围大且远的假设，得出了银河系形似磨盘，轴垂直于银河平面90度，直径是约6000光年的结论（当时可用的比例尺）。但因为赫歇耳的反射望远镜只有48厘米，范围内的星距离都不是很远，所以，他的系统就很小。自此之后

，该方法被运用了多次，现在这种计算应用在天空代表区域的照片上，当然，这是在望远镜的技术提升和方法改善之后。1928年，威尔逊天文台的西尔斯（Seares）所宣布的就是最近的结果了。

测定全系统中各个角落物体之间的距离，是研究银河系构造的第二种方式。显而易见，想要制作一个能够代表它的形状和大小的模型，那么，我们就要知道整个系统多处的方向和距离。造父变星是一个十分有价值的星，而它又遍布于银河系的每个角落。为什么说它很具价值性？原因在于，有了它我们便可以测定其距离。银河系的考察在造父变星的协助和天文学家的一些最新发明之下，有了显著的提升和进步，哈佛天文台和其他的天文台也都在努力地研究。尽管时下的我们对于这个庞大的银河系统的体积、大小、形状有了相应的认知，但人们的意见尚不能统一，看法上依旧存在差别。

在前文中，我们提及过球状星**统的可靠模型，这些球状星团所囊括的范围的直径大约是20万光年，与银河平面对称分布。假如说以人马座大星云的方向作为中心，球状星团就是银河系的整个轮廓，那么，这个系统的直径就是20万光年。

基本上可以预测我们的星系属于旋涡星云式，其依据是大多数的河外星系都呈现为旋涡星云状，若将此作为理论依据的话，旋涡各支与中心核的连接点就是人马星云，我们的小集团太阳系就处于边界到中心的道路中。

观测出来的证据表明，银河系与其他远处的旋涡星云同样以每秒320千米的速率旋转。而银河系现在正朝着仙王座的方向运转。还有一种观点，认为银河系是一个单独旋涡的星系，但这种观点其实是存在很大的疑问的。假定这种理论是正确的，那么就目前我们所了解到的众多星系中，银河系就是其中最大的，并且远远大于其他星系中最大的星系的5倍之多，如此巨大的差距，怎能不使人有疑问呢？由此可见，上述观点完全可以反驳这种差距如此之大的观点。

无论是大麦哲伦云还是小麦哲伦云，距离银河系都非常远，但是相对于其他的很多星团也算是近的了。大云大约有8.6万光年的距离，直径在1万光年以上，小云距离9.5万光年，直径6000光年，相对大云来说，更远一些。但是地球上的我们都能在天空中看见它们呈现出的光斑，只是由于它们靠近南极，因此北纬中部的人是看不见它们在地平线

上升起的。当我们用望远镜观察时，会发现大小形似银河中星云的恒星、星团、星云以及其他我们所了解的状貌也在其中。如果它们身处银河平