beat365官网_best365官网登录

当前位置: beat365官网 > 星座 > 正文

世界科技全景百卷书: 银心的秘密

时间:2019-12-04 17:38来源:星座
2017-08-27 17:08:00作者:匿名第一星座网 银河系是一个包含有一二千亿或更多颗恒星的星系,它的形状似旋涡,因此也叫旋涡星系。它由银盘、银晕、核球、旋臂等部分组成。 本期 天文现

2017-08-27 17:08:00作者:匿名第一星座网

  银河系是一个包含有一二千亿或更多颗恒星的星系,它的形状似旋涡,因此也叫旋涡星系。它由银盘、银晕、核球、旋臂等部分组成。

本期天文现象beat365官网,带来的是行星掩星以及BOSS掩星的简介,巨型掩星可移动卫星 是一枚计划中的人造卫星,用以配合望远镜来观测太阳系外行星。这枚卫星由一张大面积而轻量的薄膜,与一组推进器及导航系统组成。

  银河系物质密集的部分形成了一个大圆盘,这个大圆盘就叫银盘,银盘的中间厚、外边薄,直径约80000光年。包围在银盘周围的、物质稀疏的、范围很大的球状区域,叫银晕。

行星掩星 行星有时亦会掩蔽恒星,1959年,金星曾遮掩轩辕十四,而海王星的光环亦是透过掩星于1977年被发现。1989年7月2日至3日,土星遮掩人马座28——一颗5等星。

  银盘中心隆起的球形部分叫核球,核球为椭球形,椭球的长轴约为13000~16000光年,厚约13000光年。一条条螺旋状的旋臂就从核球两端对称地延伸出来。银河系中绝大部分恒星以及气体、尘埃等物质都集中在核球和旋臂中。目前人们已经发现的银河系旋臂共有四条,一条离银河系中心较近的,叫做3千秒差距臂,另外三条均在太阳系附近,分别为英仙臂、人马臂、猎户臂,太阳系就位于猎户臂的内侧。银河系的旋臂总共有几条,至今还是一个未知数,不知银河真面目,只缘身在此河中嘛。

另外,行星之间也可互相掩蔽,但是发生的机会极微。上一次出现于1818年1月3日,下一次则于2065年11月22日,两次皆是金星在木星前面掠过。但由于当时金星的视面积比木星小,故应称为金星凌木星。

  银河系的中心即核球的中心部分,简称银心,它距离我们太阳系2万多光年,它在天球上的投影坐标为赤经约17°5′,赤纬约-29°,位于人马星座内。

木星和土星在公转一周期间,其赤道平面总会有两次机会与地球轨道面平行,这时候从地球便可看到它们的卫星互相掩蔽的现象。空间探测器在行星附近航行时亦会与其卫星连成直线,产生人为的卫星掩蔽现象。

  难测银心

BOSS 巨型掩星可移动卫星 是一枚计划中的人造卫星,用以配合望远镜来观测太阳系外行星。这枚卫星由一张大面积而轻量的薄膜,与一组推进器及导航系统组成。它能够移动至望远镜与恒星的视线中间,阻挡恒星的辐射,使其行星能被观测得到。

  核球是银河系内恒星密集的区域,并且越近中心越为密集。在距离银心32.6光年处,相邻两星的平均距离为10000天文单位。而我们的太阳同它最近的邻居——半人马座比邻星的距离还有270000天文单位呢!假若地球处在那样一个环境中,那我们将能看到何等壮丽辉煌的满天繁星呀!

计划中的卫星大小为70米×70米,重量约600千克,并利用离子发动机与太阳光压推动。它将于望远镜 100,000千米以外,阻挡目标恒星99.998% 的光线。

  然而,银河系的中心究竟是什么?仅仅就是密度越来越大的恒星呢?还是呈另外的状况?这是科学家们多年以来一直想解开而至今还未解开的一个谜。

此卫星有两个可能的运行模式,它可配合将来放置在拉格朗日点-2的太空望远镜,另一个则可以狭长轨道绕地球运行并配合地面望远镜,在远地点时,卫星速度会缓慢下来,容许望远镜有较长时间拍摄暗弱的太阳系外行星。

  令人遗憾的是,尽管科学家们把光学望远镜造得越来越大,但是,他们凭借着这些洞察宇宙的巨眼,仍然还是看不见银河系中心的真面目。后来,他们终于明白了,银心附近布满了大量的尘埃,这些尘埃就像一层厚厚的面纱,遮住了科学家们的视线,使他们无法看清那里的情况。

你可能也喜欢:太阳风对人类的影响大吗?太阳风的种类有哪些?太阳风形成的主要原因是什么?太阳风成分有哪些 由什么组成

  银心的使者

  光学望远镜不能帮助人们窥测到银河系中心的秘密,难道人们就束手无策了吗?不。近几十年以来,红外天文学、射电天文学和X射线天文学的飞速发展,给天文学家探测银河系中心的奥秘帮了大忙。

  红外线和射电波可以穿过尘埃屏障的阻挡来到地球上,X射线也能穿透尘埃,但却被地球大气层所阻挡,人们可以利用人造卫星到地球大气层以外进行观测。来自银河系中心的红外线、射电波和X射线,就像是银河系中心的使者,给我们提供了描绘银河系中心图像的依据。

  通过观测,科学家们发现,银河系中心的红外辐射、射电辐射和X射线辐射都很强大,比普通恒星的辐射都强大得多。这就说明,银河系中心并不是简单的恒星的密集。那么,银河系中心究竟是什么呢?

  1971年,两位英国天文学家在分析了对银河系中心区的观测结果以后指出,银河系的中心应该是一个有着一定质量的黑洞。他们还预言,如果他们的假说是正确的话,那么,银河系中心还应该有一个强射电源,并且这个强射电源发出的辐射应该是同步加速辐射。

  几年之后,人们果然在银河系中心方向发现了这样一个发出强烈同步加速辐射的强射电源,它就是人马座A,是迄今所知银河系内最大的射电源。

  通过对人马座A的观测和分析,科学家们发现,人马座A的大小与普通恒星相当,但它发出的射电辐射的功率却比普通恒星的光度强上万倍。在人马座A的周围,还有大量的电离氢气,正以高达300公里/秒的速度向外运动。此外,那里还有强红外源。红外源的大小比射电源更小,而它的红外辐射比射电辐射更强。如此强大的红外辐射不可能是由尘埃产生的,看来应该是由高能电子产生的。

  没有结果

  人马座A的特征绝非一般恒星级天体所具有的,这是可以肯定的。根据科学家们的分析,如果银河系中心存在着一个大质量黑洞,那么这个黑洞就会从周围吸收气体,气体螺旋形地掉入黑洞时,会形成一个环状的吸积盘,这个盘就会发出强大的射电波和红外波。

  人马座A的情况正好与科学家们的分析相符合。但是,我们现在仍然只能把人马座A看作是大质量黑洞的最佳候选者,还不能给它下最后的结论。原因之一,对于银河系中心存在强射电辐射和红外辐射这种现象,用其他非黑洞解释也能说明。原因之二,人们对银河系中心的情况了解得确实太少,比如,银心发出的可见光我们完全看不到,而实际上恒星物质的辐射绝大部分都是在可见光波段。在只看到一个物体的很小一部分时,就想对整个庞然大物进行整体描述,那是不恰当的,肯定会出很大差错。因此,银心处物质的真实分布情况究竟如何,总的来说,我们还是不知道。

  在人们难为银河系中心是否有黑洞下结论的时候,一些科学家仍然坚持银河系中心可能是密度极高的恒星集团,恒星之间频繁、剧烈的碰撞或许也能产生人们已经观测到的那些现象。当然,这种说法也没有充分的观测证据,也无法下最后的结论。

  银河系的中心究竟是什么?还有待人们进一步去揭开它的奥秘。

  流动的星河

  自从威廉·赫歇尔两个世纪前首次论证银河系的结构后,有些天文学家就从恒星系的形状像个扁平的盘子出发,推测它有可能在空间不停地旋转。因为根据牛顿力学原理,快速旋转的物体不可能是球状的,连固体的地球也因为自转而成为一个赤道部分稍稍往外鼓出的扁球,所以银河系的扁平形状很可能是它快速自转的产物。

  推测不能算数,还要有观测事实作证。俄国天文学家斯特鲁维首先想到了这一点,19世纪中叶,他想利用恒星自行的数据来研究银河系的自转,但是由于有关资料太少,精度又低,所以没有获得肯定的结果。

  1904年,长期用统计法研究银河系结构的荷兰天文学家卡普坦,在观测和分析了恒星运动的资料后,发现恒星除了太阳运动引起的视差外,它们的相对运动,即恒星自行不是杂乱无章的,而是朝着两个相反的方向运动,也就是说,在银道面内存在着彼此相背而行的两大星流,这种现象叫做“二星流”现象。当时不少天文学家对“卡普坦星流”进行了研究,但没有给予确认,卡普坦自己也未能对这一现象作出正确的解释。但是,“二星流”现象的发现却为后来探索银河系自转作出了贡献。

  进入20年代,有关银河系自转的研究又活跃起来,有好几位大文学家在这方面作出了贡献,如瑞典的斯特龙贝格和林德布拉德,都曾根据自己的观测和研究提出了银河系自转的假说,但其中最有成就的是荷兰天文学家奥尔特。

  在自己和前人观测研究的基础上,奥尔特首先论证了银河系的“较差自转”。他指出,银河系不是一块固体,它基本上由无数单个的恒星组成,所以它的自转与固体的轮子不同。轮子是整体的旋转,所有各点的角速度都相同,线速度则随离轮心距离的增加而按比例增大。银河系是较差自转,即靠近银河系引力中心的那些恒星,比离得远的恒星旋转得快一些,也就是说,在旋转中,靠近银心 (即人马座方向上)的那些恒星,相对于我们太阳来说应该有超前移动的趋势,而远离银心(与人马座方向相背,即双子座方向上)的恒星则有后退的运动。这恰恰是20多年前卡普坦发现的“二星流”现象。

  接着,1927年,奥尔特又推导出了银河系较差自转对太阳附近恒星自行和视向速度的影响的公式 (又称奥尔特公式),并通过对一些恒星视向速度的观测和分析,证实了银河系在自转,即银河系中的恒星和星际物质都在绕着银河系的中心——银心作有快有慢的转动。

  射电天文学兴起后,天文学家又观测到了银河系内有中性氢原子发出的射电辐射,根据它们谱线的位移 (红移或紫移),可以求得中性氢的视向速度,从而推出它们的自转速率。

  现在我们知道,银河系的自转方式很特别:在银核和靠近银核部分的区域,它固体的自转相仿,自转的线速度与离银心的距离成正比;银河边缘的区域,同行星绕太阳旋转的方式相似,按开普勒定律运动,离银心越远,速度越慢。太阳绕银心旋转的速度是每秒约250公里,这个速度比步枪射击子弹的速度还快250倍,尽管如此,它绕银心旋转一圈仍需2.5亿年!

  银河系内各部分旋转速度的分布,是由其中引力的分布决定的,而引力的分布又同物质数量的分布有直接的关系,为此,可以根据银河系的旋转求出银河系的质量,如同可以根据行星的运动推算太阳的质量一样。已经测知银河系的总质量为1400亿个太阳质量,而太阳在银河系中是一颗中等质量的恒星,所以不妨可以认为银河系中包含有大约1500亿颗恒星,这个数字要比当年威廉·赫歇尔估计的数字高出上千倍。

  以上所说银河系的总质量是指银核和银盘的质量之和。银盘外面还有一个庞大的包层——银晕,其中的质量主要集中在为数不多的球状星团里,其余就是非常稀薄的星际气体。虽说银晕的体积超过银河系主体部分体积的50多倍,但它包含的物质质量估计只有银河系总质量的 1/10。不过,近年来由于天文学家发现银河系中存在着大量看不见而没有被估计进去的“暗物质”,所以关于银晕物质数量的估计,现在又成了一个悬而未决的问题。

  70年代,前苏联天文学家在银河系外其他一些星系的外围,发现有一个更大的包层——星系冕。由星系冕联想到银河系冕,经过探索,证明“银冕”确实存在。银冕包在银晕之外,没有星体,物质分布极为稀薄,但它体积极大,所以质量要比银河系大10倍左右。这个发现意义重大,因为它使人们对宇宙物质的存在形态有了新的认识。过去人们只知道有凝集状态的星体,弥漫状态的物质即使有也不会很多,但现在这个认识可能要倒个个儿,即宇宙物质的大部分可能处于看不见的弥漫状态,而形成恒星或恒星系统可见物质的反倒只占其中的小部分。

  银道面与太阳的距离

  太阳在银河系内的位置对我们理解银河系的外貌、结构和演化是至关重要的。但是太阳距银心的距离 (大约25000光年)虽已相当好地确定,而太阳距银河平面的相对位置却还有争论。大约50年以前,天文学家们注意到朝向南银极方向(位于玉夫座)的恒星比朝向北银极(后发座)的恒星看起来要多。因为银河系的恒星集中在银盘中,当我们朝南看到较多的恒星时,太阳必然位于银河平面的北侧,距离多远呢?过去半个世纪以来的多数研究得到从13光年到130光年各种数字。不过,新近的三个研究结果却较接近于一致。

  利用红外天文卫星测定的红外点源表,M.柯恩对朝向每一银极方向的星作了计数。柯恩说,除了在可见光波长和射电波长计数不同星族样品外,在红外波长也作了计数,以此对太阳的位置提供一个补充的透视考察。在比较了从两个方向上看到的星数,他得出太阳位于银河平面北距离为50±2光年处的结果。柯恩也分析了远紫外空间望远镜所获得的远紫外星在北银极方向的计数结果,得到与之不矛盾的数值:47±5光年。

  这期间明尼苏达大学的天文学家们详察了12张帕洛玛巡天底片,也得出类似的数据,即太阳位于银河平面北67±11光年处。他们工作的创新之处在于数据的总数,他们计数了10000多颗恒星,其结果几乎和柯恩的结果相一致。

  第三个研究结果是P.L.哈姆麦尔斯雷所领导的天文小组所作的——太阳的位置距离银道面50.5±10光年。

  人马座银河

  夏季银河与冬季银河截然不同,显得清晰又美丽:从天顶至南方地平线,一条光芒像泄洪似地流畅而过。在南方天空低垂之处,光带变得更加宽阔和明亮。在这银河最浓密之处,隐藏着一个上半身为人、下半身为马、持弓射箭的马人喀戎的形象,这就是黄道第九星座—一著名的人马座。

  寻找人马座,应以银河最浓密之处作为大致目标。可是,该处并没有什么特别明亮的星星,幸好在这段银河中有6颗星星组成小型斗状,因此也相当引人注目。这6颗星就是中国传统星象——二十八宿中的斗宿,又因为它与北斗七星相对,所以也称南斗六星。古人认为北斗七星掌管死亡,而南斗六星则司寿。西方人称南斗六星为奶勺,称银河为奶路,勺既在奶路之中,自然是奶勺了。

  作为人马座标志的南斗六星,最近还格外引人注意,去年7月23日海尔—波普彗星就是在南斗六星附近发现的,而且从发现至今年6月一直在南斗六星附近徘徊。自那以来,有多少天文望远镜都指向了南斗六星附近的天区。

  由于人马座系银河系中心的方向,所以这一带天区堪称是星云星团的宝库。从人马、盾牌和巨蛇三星座交界处起,向南经过南斗六星的μ星,至γ星附近为止,用双筒望远镜浏览一下,你会感到像与好友约会一样愉快:美丽的马蹄星云 (M17)、三叶星云(M20)和礁湖星云(M8)尽收眼底。如果天空情况良好,可看到星云带有红色。

  银河系的成员

  太阳系家族

  银河系就是太阳系所在的星系。我们太阳系大家族就是在这个星系之中。晚上我们看到的天河,就是它的最密集部分。在银河系里有着上千亿颗各种星星,其中包括太阳及其家属在内,其次是星际星体和尘埃、星云、星团等。如果我们站在银河系外来观看的话,整个银河系就像包在“棉絮团”中合在一起的两片“铜钹”。它的四周比较扁平,中间部分隆起。

  在太阳周围的空间里,有一些天体在太阳的引力作用下,按椭圆轨道绕着太阳运动。太阳和围绕它运动的这些天体,构成了一个大家庭,称为太阳系。

  太阳系的成员包括太阳和九颗大行星、已证实的66颗天然卫星、已正式编号的3000多颗小行星、为数众多的彗星、流星体以及散布在行星际空间的稀薄气体和尘埃等物质。

  太阳

  太阳是太阳系的中心天体,是离我们最近的一颗恒星。太阳系的九大行星和其他天体都围绕它运动。太阳与地球的平均距离为14960万公里,半径为69.6万公里,为地球半径的109倍,体积为地球的130万倍,质量为地球的33万倍 (占整个太阳系质量的99.86%),平均密度为1.4克/厘米3。太阳具有强大的吸引力,是控制太阳系天体运动的主要力量源泉。

  太阳是一个炽热的气体球,表面温度约6000℃,愈向内部温度愈高,中心温度高达1500万K。在这样的高温高压下,太阳中心区不停地进行着氢核

  33聚变成氦核的热核反应,产生巨大的能量。太阳每秒钟释放出约4×10尔格的能量,相当于0.5亿亿亿马力;其中只有二十二亿分之一的能量辐射到我们的地球,是地球上光和热的主要来源。

  太阳是银河系中的一颗普通恒星,位于银道面之北的猎户座旋臂上,距银心约2.3光年,它以每秒250公里的速度绕银心转动,公转一周约需2.5亿年。太阳也在自转,其周期在日面赤道带约25天;两极区约为35天。通过对太阳光谱的分析,得知太阳的化学成分与地球几乎相同,只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢,其次是氦,还有碳、氮、氧和各种金属。据推算,太阳的寿命约为100亿年,目前已度过约50亿年。

编辑:星座 本文来源:世界科技全景百卷书: 银心的秘密

关键词: