銀河系

摘要

銀河系示意圖

概述 銀河系 Milky Way galaxy 或 The Milky Way system 銀河系是地球和太陽所屬的星系。因其主體部分投影在天球上的亮帶被我國稱為銀河而得名。銀河系約有2000多億個恒星。銀河系側(cè)看像一個中心略鼓的大圓盤，整個圓盤的直徑約為10萬光年，太陽位于據(jù)銀河中心2.3萬光年處。鼓起處為銀心是恒心密集區(qū)，故望去白茫茫的一片。銀河系俯視像一個巨大的漩渦這個漩渦有四個旋臂組成。太陽系位于其中一個旋臂（獵戶座臂），逆時針旋轉(zhuǎn)（太陽繞銀心旋轉(zhuǎn)一周需要2.5億年）。 銀河系銀河系呈旋渦狀，有4條螺旋狀的旋臂從銀河系中心均勻?qū)ΨQ地延伸出來。銀河系中心和4條旋臂都是恒星密集的地方

特征

　　銀河系是太陽系所在的恒星系統(tǒng)，包括一千二百億顆恒星和大量的星團(tuán)、星云，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的總質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1400億倍。在銀河系里大多數(shù)的恒星集中在一個扁球狀的空間范圍內(nèi)，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”，半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤”。在銀盤外面有一個更大的球形，那里星少，密度小，稱為“銀暈”，直徑為7萬光年。銀河系是一個旋渦星系，具有旋渦結(jié)構(gòu)，即有一個銀心和兩個旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋轉(zhuǎn)速度和周期，因距銀心的遠(yuǎn)近而不同。太陽距銀心約2.3萬光年，以250千米/秒的速度繞銀心運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)的周期約為2.5億年。
　　銀河系物質(zhì)約90％集中在恒星內(nèi) 。恒星的種類繁多。按照恒星的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、空間分布和運動特征，恒星可以分為5個星族。最年輕的極端星族Ⅰ恒星主要分布在銀盤里的旋臂上；最年老的極端星族Ⅱ恒星則主要分布在銀暈里。恒星常聚集成團(tuán)。除了大量的雙星外，銀河系里已發(fā)現(xiàn)了1000多個星團(tuán)。銀河系里還有氣體和塵埃，其含量約占銀河系總質(zhì)量的10％，氣體和塵埃的分布不均勻，有的聚集為星云，有的則散布在星際空間。20世紀(jì)60年代以來，發(fā)現(xiàn)了大量的星際分子，如CO、H2O等 。分子云是恒星形成的主要場所。銀河系核心部分，即銀心或銀核，是一個很特別的地方。它發(fā)出很強(qiáng)的射電、紅外，X射線和γ射線輻射。其性質(zhì)尚不清楚，那里可能有一個巨型黑洞，據(jù)估計其質(zhì)量可能達(dá)到太陽質(zhì)量的250萬倍。對于銀河系的起源和演化，知之尚少。
　　1971年英國天文學(xué)家林登·貝爾和馬丁·內(nèi)斯分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測和其他性質(zhì)，指出銀河系中心的能源應(yīng)是一個黑洞，并預(yù)言如果他們的假說正確，在銀河系中心應(yīng)可觀測到一個尺度很小的發(fā)出射電輻射的源，并且這種輻射的性質(zhì)應(yīng)與人們在地面同步加速器中觀測到的輻射性質(zhì)一樣。三年以后，這樣的一個源果然被發(fā)現(xiàn)了，這就是人馬A。
　　人馬A有極小的尺度，只相當(dāng)于普通恒星的大小，發(fā)出的射電輻射強(qiáng)度為2*10（34次方）爾格/秒，它位于銀河系動力學(xué)中心的0.2光年之內(nèi)。它的周圍有速度高達(dá)300公里/秒的運動電離氣體，也有很強(qiáng)的紅外輻射源。已知所有的恒星級天體的活動都無法解釋人馬A的奇異特性。因此，人馬A似乎是大質(zhì)量黑洞的最佳候選者。但是由于目前對大質(zhì)量的黑洞還沒有結(jié)論性的證據(jù)，所以天文學(xué)家們謹(jǐn)慎地避免用結(jié)論性的語言提到大質(zhì)量的黑洞。我們的銀河系大約包含兩千億顆星體，其中恒星大約一千多億顆，太陽就是其中典型的一顆。銀河系是一個相當(dāng)大的螺旋狀星系，它有三個主要組成部分：包含旋臂的銀盤，中央突起的銀心和暈輪部分。
　　螺旋星系M83，它的大小和形狀都很類似于我們的銀河系。銀盤外面是由稀疏的恒星和星際物質(zhì)組成的球狀體，稱為銀暈，直徑約10萬光年。
　　依據(jù)歐洲南天天文臺(ESO)的研究報告，估計銀河系的年齡約為136億歲(109年)，幾乎與宇宙一樣老。 由天文學(xué)家Luca Pasquini, Piercarlo Bonifacio, Sofia Randich, Daniele Galli, and Raffaele G. Gratton.所組成的團(tuán)隊在2004年使用甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)的紫外線視覺矩陣光譜儀進(jìn)行的研究，首度在球狀星團(tuán)NGC 6397的兩顆恒星內(nèi)發(fā)現(xiàn)了鈹元素。這個發(fā)現(xiàn)讓他們將第一代恒星與第二代恒星交替的時間往前推進(jìn)了2至3億年，因而估計球狀星團(tuán)的年齡在134±8億歲，因此銀河系的年齡不會低于136±8億歲。
　　銀河系有4條旋臂，分別是人馬臂，獵戶臂，英仙臂，天鵝臂。太陽位于獵戶臂內(nèi)側(cè)。旋臂主要由星際物質(zhì)構(gòu)成。銀河系也有自轉(zhuǎn)。太陽系以每秒250千米速度圍繞銀河中心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周約2.2億年。銀河系有兩個伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。與銀河系相對的稱之為河外星系。
　　一般認(rèn)為，銀河系中的恒星多為雙星或聚星。而2006年新的發(fā)現(xiàn)認(rèn)為，銀河系的主序星中2/3都是單星。
　　最新消息（2008 6.5）
　　據(jù)美國國家地理雜志報道，日前，天文學(xué)家描繪出了銀河系最真實的地圖，最新地圖顯示，銀河系螺旋手臂與之前所觀測的結(jié)果大相徑庭，原先銀河系的四個主螺旋手臂，現(xiàn)只剩下兩個主螺旋手臂，另外兩個手臂處于未成形狀態(tài)。
　　這個描繪銀河系進(jìn)化結(jié)構(gòu)的研究報告發(fā)表在本周美國密蘇里州圣路易斯召開的第212屆美國天文學(xué)協(xié)會會議上。3日，威斯康星州立大學(xué)懷特沃特分校的羅伯特?本杰明將這項研究報告向記者進(jìn)行了簡述。他指出，銀河系實際上只有兩個較小的螺旋手臂，與之前天文學(xué)家所推斷結(jié)果不相符。
　　在像銀河系這樣的棒旋星系，主螺旋手臂包含著高密度恒星，能夠誕生大量的新恒星，與星系中心的長恒星帶清晰地連接在一起。與之比較，未成形螺旋手臂所具有的高氣體密度不足以形成恒星。
　　長期以來，科學(xué)家認(rèn)為銀河系有四個主螺旋手臂，但是最新的繪制地圖顯示銀河系實際上是由兩個主手臂和兩個未成形手臂構(gòu)成。本杰明說，“如果你觀測銀河系的形成過程，主螺旋手臂連接恒星帶具有著重要的意義。同樣，這對最鄰近銀河系的仙女座星系也是這樣的。”
　　繪制銀河系地圖是一個不同尋常的挑戰(zhàn)，這對于科學(xué)家而言就如同一條小魚試圖探索整個太平洋海域一樣。尤其是灰塵和氣體時常模糊了我們對星系結(jié)構(gòu)的觀測。據(jù)悉，這個銀河系最新地圖主要基于“斯皮策”空間望遠(yuǎn)鏡紅外線攝像儀所收集的觀測數(shù)據(jù)。威斯康星州立大學(xué)麥迪遜分校星系進(jìn)化專家約翰?加拉格爾說，“通過紅外線波長，你可以透過灰塵實際地看到我們銀河系的真實結(jié)構(gòu)?！蹦壳埃八蛊げ摺笨臻g望遠(yuǎn)鏡所呈現(xiàn)的高清晰圖像使天文學(xué)家能夠觀測大質(zhì)量恒星是如何進(jìn)化、宇宙結(jié)構(gòu)是如何成形的。
　　“斯皮策”空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)中心從事攝像儀研究的肖恩?凱里說，“通過這些清晰圖片，你將真實地看到個別的太空目標(biāo)，更加真實地理解銀河系的結(jié)構(gòu)特征?！?
　　這張最新的銀河系地圖包括螺旋手臂密度和位置的數(shù)據(jù)資料，馬薩諸塞州哈佛-史密森天體物理學(xué)中心(CfA)馬克?里德說，“目前我們開始以立體距離跟蹤銀河系的螺旋手臂結(jié)構(gòu)?！?
　　CfA的托馬斯?戴姆指出，之前人們都認(rèn)為我們的銀河系有兩對非常對稱的螺旋手臂，但最新研究顯示我們之前生活在美麗螺旋手臂星系夢想已破滅

結(jié)構(gòu)

　　銀河系的總體結(jié)構(gòu)是：銀河系物質(zhì)的主要部分組成一個薄薄的圓盤，叫做銀盤，銀盤中心隆起的近似于球形的部分叫核球。在核球區(qū)域恒星高度密集，其中心有一個很小的致密區(qū)，稱銀核。銀盤外面是一個范圍更大、近于球狀分布的系統(tǒng)，其中物質(zhì)密度比銀盤中低得多，叫作銀暈。銀暈外面還有銀冕，它的物質(zhì)分布大致也呈球形。
　　觀測到的銀河旋臂結(jié)構(gòu)2005年，銀河系被發(fā)現(xiàn)以哈柏分類來區(qū)分應(yīng)該是一個巨大的棒旋星系SBc(旋臂寬松的棒旋星系)，總質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的6,000億至30,000億倍。有大約1,000億顆恒星。
　　從80年代開始，天文學(xué)家才懷疑銀河是一個棒旋星系而不是一個普通的螺旋星系。2005年，斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡證實了這項懷疑，還確認(rèn)了在銀河的核心的棒狀結(jié)構(gòu)與預(yù)期的還大。
　　銀河的盤面估計直徑為100,000光年，太陽至銀河中心的距離大約是26,000光年，盤面在中心向外凸起。
　　銀河的中心有巨大的質(zhì)量和緊密的結(jié)構(gòu)，因此強(qiáng)烈懷疑它有超重質(zhì)量黑洞，因為已經(jīng)有許多星系被相信有超重質(zhì)量黑洞在核心。
　　就像許多典型的星系一樣，環(huán)繞銀河系中心的天體，在軌道上的速度并不由與中心的距離和銀河質(zhì)量的分布來決定。在離開了核心凸起或是在外圍，恒星的典型速度是每秒鐘210～240公里之間。因此這星恒星繞行銀河的周期只與軌道的長度有關(guān)，這與太陽系不同，在太陽系，距離不同就有不同的軌道速度對應(yīng)著。
　　銀河的棒狀結(jié)構(gòu)長約27,000光年，以44±10度的角度橫亙在太陽與銀河中心之間，他主要由紅色的恒星組成，相信都是年老的恒星。
　　被觀察到與推論的銀河旋臂結(jié)構(gòu)每一條旋臂都給予一個數(shù)字對應(yīng)(像所有旋渦星系的旋臂)，大約可以分出12段。相信有四條主要的旋臂起源自銀河的核心，它們的名稱如下：
　　2 and 8 - 3kpc 和 英仙臂
　　3 and 7 - 距尺臂 和 天鵝臂 (與最近發(fā)現(xiàn)的延伸在一起 - 6)
　　4 and 10 - 南十字座 和 盾牌臂
　　5 and 9 - 船底座 和 人馬臂
　　至少還有兩個小旋臂或分支，包括：
　　11 - 獵戶臂 (包含太陽和太陽系在內(nèi) - 12)
　　在主要的旋臂外側(cè)是外環(huán)或稱為麒麟座環(huán)，這是天文學(xué)家布賴恩·顏尼 (Brian Yanny)和韓第·周·紐柏格(Heidi Jo Newberg)提出，是環(huán)繞在銀河系外由恒星組成的環(huán)，其中包括在數(shù)十億年前與其他星系作用誕生的恒星和氣體。
　　銀河的盤面被一個球狀的銀暈包圍著，估計直徑在250,000至400,000光年。.由于盤面上的氣體和塵埃會吸收部份波長的電磁波，所以銀暈的組成結(jié)構(gòu)還不清楚。盤面(特別是旋臂)是恒星誕生的活耀區(qū)域，但是銀暈中沒有這些活動，疏散星團(tuán)也主要出現(xiàn)在盤面上。
　　銀河中大部分的質(zhì)量是暗物質(zhì)，形成的暗銀暈估計有6,000億至3兆個太陽質(zhì)量，以銀河為中心被聚集著。
　　新的發(fā)現(xiàn)使我們對銀河結(jié)構(gòu)與維度的認(rèn)識有所增加，比早先經(jīng)由仙女座星系(M31)的盤面所獲得的更多。最近新發(fā)現(xiàn)的證據(jù)，證實外環(huán)是由天鵝臂延伸出去的，明確的支持銀河盤面向外延伸的可能性。人馬座矮橢球星系的發(fā)現(xiàn)，與在環(huán)繞著銀極的軌道上的星系碎片，說明了他因為與銀河的交互作用而被扯碎。同樣的，大犬座矮星系也因為與銀河的交互作用，使得殘骸在盤面上環(huán)繞著銀河。
　　在2006年1月9日， Mario Juric和普林斯頓大學(xué)的一些人宣布，史隆數(shù)位巡天在北半球的天空中發(fā)現(xiàn)一片巨大的云氣結(jié)構(gòu)(橫跨約5,000個滿月大小的區(qū)域)位在銀河之內(nèi)，但似乎不合于目前所有的銀河模型。他將一些恒星匯聚在垂直于旋臂所在盤面的垂在線，可能的解釋是小的矮星系與銀河合并的結(jié)果。這個結(jié)構(gòu)位于室女座的方向上，距離約30,000光年，暫時被稱為室女恒星噴流。
　　在2006年5月9日， Daniel Zucker 和 Vasily Belokurov宣布史隆數(shù)位巡天在獵犬座和牧夫座又發(fā)現(xiàn)了兩個矮星系。
　　（1）銀盤
　　銀盤（Galactic disk）：在旋渦星系中，由恒星、塵埃和氣體組成的扁平盤.
　　銀河系的物質(zhì)密集部分組成一個圓盤，稱為銀盤。銀盤中心隆起的球狀部分稱核球。核球中心有一個很小的致密區(qū)，稱銀核。銀盤外面范圍更大、近于球狀分布的系統(tǒng)，稱為銀暈，其中的物質(zhì)密度比銀盤的低得多。銀暈外面還有物質(zhì)密度更低的部分，稱銀冕，也大致呈球形。銀盤直徑約25千秒差距，厚1～2秒差距，自中心向邊緣逐漸變薄，太陽位于銀盤內(nèi)，離銀心約8.5千秒差距，在銀道面以北約8秒差距處 。銀盤內(nèi)有旋臂，這是氣體、塵埃和年輕恒星集中的地方。銀盤主要由星族Ⅰ天體組成，如G～K型主序星、巨星、新星 、行星狀星云、天琴RR變星、長周期變星、半規(guī)則變星等。核球是銀河系中心恒星密集的區(qū)域 ，近似于球形 ，直徑約4千秒差距，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。核球主要由星族Ⅱ天體組成，也有少量星族Ⅰ天體 。核球的中心部分是 銀 核 。它發(fā)出很強(qiáng)的射電、紅外、X射線和γ射線 。其性質(zhì)尚不清楚 ，可能包含一個黑洞。銀暈主要由暈星族天體，如亞矮星、貧金屬星、球狀星團(tuán)等組成，沒有年輕的O、B型星，有少量氣體。銀暈中物質(zhì)密度遠(yuǎn)低于銀盤。銀暈長軸直徑約30千秒差距 ，年齡約1010年，質(zhì)量還不十分清楚。在銀暈的恒星分布區(qū)以外的銀冕是一個大致呈球形的射電輻射區(qū)，其性質(zhì)了解得甚少。
　　1785 年， F.W.赫歇爾第一個研究了銀河系結(jié)構(gòu) 。他用恒星計數(shù)方法得出銀河系恒星分布為扁盤狀、太陽位于盤面中心的結(jié)論。1918年，H.沙普利研究球狀星團(tuán)的空間分布 ，建立了銀河系透鏡形模型，太陽不在中心。到了20世紀(jì)20年代，沙普利模型得到公認(rèn)。但由于未計入星際消光，沙普利模型的數(shù)值不準(zhǔn)確 。研究銀 河系結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)上是用光學(xué)方法，但光學(xué)方法有一定的局限性。近幾十年來發(fā)展起來的射電方法和紅外技術(shù)成為研究銀河系結(jié)構(gòu)的強(qiáng)有力的工具。在沙普利模型的基礎(chǔ)上，對銀河系的結(jié)構(gòu)已有了較深刻的了解。
　　銀盤是銀河系的主要組成部分，在銀河系中可探測到的物質(zhì)中，有九成都在銀盤范圍以內(nèi)。銀盤外形如薄透鏡，以軸對稱形式分布于銀心周圍，其中心厚度約1萬光年，不過這是微微凸起的核球的厚度，銀盤本身的厚度只有2000光年，直徑近10萬光年，可見總體上說銀盤非常薄。
　　除了1000秒差距范圍內(nèi)的銀核繞銀心作剛體轉(zhuǎn)動外，銀盤的其他部分都繞銀心作較差轉(zhuǎn)動，即離銀心越遠(yuǎn)轉(zhuǎn)得越慢。銀盤中的物質(zhì)主要以恒星形式存在，占銀河系總質(zhì)量不到10％的星際物質(zhì)，絕大部分也散布在銀盤內(nèi)。星際物質(zhì)中，除含有電離氫、分子氫及多種星際分子外，還有10％的星際塵埃，這些直徑在1微米左右的固態(tài)微粒是造成星際消光的主要原因，它們大都集中在銀道面附近。
　　由于太陽位于銀盤內(nèi)，所以我們不容易認(rèn)識銀盤的起初面貌。為了探明銀盤的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本世紀(jì)40年代巴德和梅奧爾對旋渦星系M31（仙女座大星云）旋臂的研究得出旋臂天體的主要類型，進(jìn)而在銀河系內(nèi)普查這幾類天體，發(fā)現(xiàn)了太陽附近的三段平行臂。由于星際消光作用，光學(xué)觀測無法得出銀盤的總體面貌。有證據(jù)表明，旋臂是星際氣體集結(jié)的場所，因而對星際氣體的探測就能顯示出旋臂結(jié)構(gòu)，而星際氣體的21厘米射電譜線不受星際塵埃阻擋，幾乎可達(dá)整個銀河系。光學(xué)與射電觀測結(jié)果都表明，銀盤確實具有旋渦結(jié)構(gòu)。
　　（2）銀心
　　星系的中心凸出部分，是一個很亮的球狀，直徑約為兩萬光年，厚一萬光年，這個區(qū)域由高密度的恒 星組成，主要是年齡大約在一百億年以上老年的紅色恒星，很多證據(jù)表明，在中心區(qū)域存在著一個巨大的黑洞，星系核的活動十分劇烈。銀河系的中心﹐即銀河系的自轉(zhuǎn)軸與銀道面的交點。
　　銀心在人馬座方向﹐1950年歷元坐標(biāo)為﹕赤經(jīng)174229﹐赤緯 -28°5918。銀心除作為一個幾何點外﹐它的另一含義是指銀河系的中心區(qū)域。太陽距銀心約10千秒差距﹐位于銀道面以北約8秒差距。銀心與太陽系之間充斥著大量的星際塵埃﹐所以在北半球用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡難以在可見光波段看到銀心。射電天文和紅外觀測技術(shù)興起以后﹐人們才能透過星際塵埃﹐在2微米到73厘米波段﹐探測到銀心的信息。中性氫21厘米譜線的觀測揭示﹐在距銀心4千秒差距處o有氫流膨脹臂﹐即所謂“三千秒差距臂”(最初將距離誤定為3千秒差距﹐后雖訂正為 4千秒差距﹐但仍沿用舊名)。大約有 1﹐000萬個太陽質(zhì)量的中性氫﹐以每秒53公里的速度涌向太陽系方向。在銀心另一側(cè)﹐有大體同等質(zhì)量的中性氫膨脹臂﹐以每秒135公里的速度離銀心而去。它們應(yīng)是1﹐000萬至1﹐500萬年前﹐以不對稱方式從銀心拋射出來的。在距銀心 300秒差距的天區(qū)內(nèi)﹐有一個繞銀心快速旋轉(zhuǎn)的氫氣盤﹐以每秒70～140公里的速度向外膨脹。盤內(nèi)有平均直徑為 30秒差距的氫分子云。
　　在距銀心70秒差距處﹐則有激烈擾動的電離氫區(qū)﹐也以高速向外擴(kuò)張?，F(xiàn)已得知﹐不僅大量氣體從銀心外涌﹐而且銀心處還有一強(qiáng)射電源﹐即人馬座A﹐它發(fā)出強(qiáng)烈的同步加速輻射。甚長基線干涉儀的探測表明﹐銀心射電源的中心區(qū)很小﹐甚至小于10個天文單位﹐即不大于木星繞太陽的軌道。12.8微米的紅外觀測資料指出﹐直徑為1秒差距的銀核所擁有的質(zhì)量﹐相當(dāng)于幾百萬個太陽質(zhì)量﹐其中約有100萬個太陽質(zhì)量是以恒星形式出現(xiàn)的。腥巳銜o銀心區(qū)有一個大質(zhì)量致密核﹐或許是一個黑洞。流入致密核心吸積盤的相對論性電子﹐在強(qiáng)磁場中加速﹐于是產(chǎn)生同步加速輻射。銀心氣體的運動狀態(tài)﹑銀心強(qiáng)射電源以及有強(qiáng)烈核心活動的特殊星系(如塞佛特星系)的存在﹐使我們認(rèn)為﹕在星系包括銀河系的演化史上﹐曾有過核心激擾活動﹐這種活動至今尚未停息。
　　（3）銀暈
　　銀河暈輪彌散在銀盤周圍的一個球形區(qū)域內(nèi)，銀暈直徑約為九萬八千光年,這里恒星的密度很低，分布著一些由老年恒星組成的球狀星團(tuán)，有人認(rèn)為，在銀暈外面還存在著一個巨大的呈球狀的射電輻射區(qū)，稱為銀冕，銀冕至少延伸到距銀心一百千秒差距或三十二萬光年遠(yuǎn)。
　　銀河系是一個透鏡形的系統(tǒng)，直徑約為25千秒差距，厚約為1～2千秒差距。它的主體稱為銀盤。高光度星、銀河星團(tuán)和銀河星云組成旋渦結(jié)構(gòu)迭加在銀盤上。銀河系中心為一大質(zhì)量核球，長軸長4～5千秒差距,厚4千秒差距。銀河系為直徑約30千秒差距的銀暈籠罩。銀暈中最亮的成員是球狀星團(tuán)。銀河系的質(zhì)量為1.4×1011太陽質(zhì)量,其中恒星約占90％，氣體和塵埃組成的星際物質(zhì)約占10％。 銀河系整體作較差自轉(zhuǎn)。太陽在銀道面以北約8秒差距處距銀心約10千秒差距，以每秒250公里速度繞銀心運轉(zhuǎn),2.5億年轉(zhuǎn)一周。太陽附近物質(zhì)（恒 星和星際物質(zhì)）的總密度約為0.13太陽質(zhì)量/秒差距3或 8.8×10-24克/厘米3。銀河系是一個Sb或Sc型旋渦星系， 擁有一、二千億顆恒星，為本星系群中除仙女星系外最大的巨星系。它的視絕對星等為Mv=-20.5。它以 1010年 的時間尺度演化。

研究

　　（1）古代探索史
　　雖然從非常久遠(yuǎn)的古代，人們就認(rèn)識了銀河系。但是對銀河系的真正認(rèn)識還是從近代開始的。
　　1750年，英國天文學(xué)家賴特（Wright Thomas）認(rèn)為銀河系是扁平的。1755年，德國哲學(xué)家康德提出了恒星和銀河之間可能會組成一個巨大的天體系統(tǒng)；隨后的德國數(shù)學(xué)家郎伯特（Lambert Johann heinrich）也提出了類似的假設(shè)。到1785年，英國天文學(xué)家威廉·赫歇耳繪出了銀河系的扁平形體，并認(rèn)為太陽系位于銀河的中心。
　　1918年，美國天文學(xué)家沙普利（Harlow Shapley）經(jīng)過4年的觀測，提出太陽系應(yīng)該位于銀河系的邊緣。1926年，瑞典天文學(xué)家林得布拉德（Lindblad Bertil）分析出銀河系也在自轉(zhuǎn)。
　　（2）近代研究
　　十八世紀(jì)中葉人們已意識到，除行星、 月球等太陽系天體外，滿天星斗都是遠(yuǎn)方的“太陽”。 賴特、康德和朗伯特最先認(rèn)為，很可能是全部恒星集合 成了一個空間上有限的巨大系統(tǒng)。
　　第一個通過觀測研究恒星系統(tǒng)本原的是F.W.赫歇耳。 他用自己磨制的反射望遠(yuǎn)鏡，計數(shù)了若干天區(qū)內(nèi)的恒星。 1785年，他根據(jù)恒星計數(shù)的統(tǒng)計研究，繪制了一幅扁而 平、輪廓參差、太陽居其中心的銀河系結(jié)構(gòu)圖。他用50 厘米和120厘米口徑望遠(yuǎn)鏡觀測,發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡貫穿本領(lǐng)增 加時，觀察到的暗星也增多，但是仍然看不到銀河系的邊緣。F.W.赫歇耳意識到，銀河系遠(yuǎn)比他最初估計的為大。F.W.赫歇耳死后，其子J.F.赫歇耳繼承父業(yè)，將恒星計數(shù)工作范圍擴(kuò)展到南半天。十九世紀(jì)中葉，開始測定恒星的距離，并編制全天星圖。1906年，卡普坦為了重新研究恒星世界的結(jié)構(gòu),提出了“選擇星區(qū)”計劃,后 人稱為“卡普坦選區(qū)”。他于1922年得出與F.W.赫歇耳的類似的模型，也是一個扁平系統(tǒng)，太陽居中，中心的恒星密集，邊緣稀疏。沙普利在完全不同的基礎(chǔ)上，探討銀河系的大小和形狀。他利用1908～1912年勒維特發(fā)現(xiàn)的麥哲倫云中造父變星的周光關(guān)系，測定了當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)有造父變星的球狀星團(tuán)的距離。在假設(shè)沒有明顯星際消光的前提下，于1918年建立了銀河系透鏡形模型，太陽不在中心。到二十年代，沙普利模型已得到天文界公認(rèn)。由于未計入星際消光效應(yīng)，沙普利把銀河系估計過大。到1930年，特朗普勒證實星際物質(zhì)存在后，這一偏差才得到糾正。
　　銀河系物質(zhì)約90％集中在恒星內(nèi)。1905年，赫茨普龍發(fā)現(xiàn)恒星有巨星和矮星之分。1913年，赫羅圖 問世后，按照光譜型和光度兩個參量，得知除主序星外，還有超巨星、巨星、亞巨星、亞矮星和白矮星五個分支。 1944年，巴德通過仙女星系的觀測，判明恒星可劃分為 星族Ⅰ和星族Ⅱ兩種不同的星族。星族Ⅰ是年輕而富金屬的天體，分布在旋臂上，與星際物質(zhì)成協(xié)。星族Ⅱ是 年老而貧金屬的天體，沒有向銀道面集聚的趨向。1957年，根據(jù)金屬含量、年齡、空間分布和運動特征，進(jìn)而將兩個星族細(xì)分為中介星族Ⅰ、旋臂星族(極端星族Ⅰ)、 盤星族、中介星族Ⅱ和暈星族（極端星族Ⅱ）。
　　恒星成雙、成群和成團(tuán)是普遍現(xiàn)象。在太陽附近25 秒差距以內(nèi)，以單星形式存在的恒星不到總數(shù)之半。迄 今已觀測到球狀星團(tuán)132個,銀河星團(tuán)1,000多個,還有為 數(shù)不少的星協(xié)。據(jù)統(tǒng)計推論，應(yīng)當(dāng)有18,000個銀河星團(tuán) 和500個球狀星團(tuán)。二十世紀(jì)初,巴納德用照相觀測，發(fā)現(xiàn)了大量的亮星云和暗星云。1904年，恒星光譜中電離鈣譜線的發(fā)現(xiàn)，揭示出星際物質(zhì)的存在。隨后的分光和偏振研究，證認(rèn)出星云中的氣體和塵埃成分。近年來通 過紅外波段的探測發(fā)現(xiàn)在暗星云密集區(qū)有正在形成的恒 星。射電天文學(xué)誕生后，利用中性氫21厘 米譜線勾畫出銀河系旋渦結(jié)構(gòu)。根據(jù)電離氫區(qū)的描繪， 發(fā)現(xiàn)太陽附近有三條旋臂:人馬臂、獵戶臂和英仙臂;太陽位于獵戶臂的內(nèi)側(cè)。此外，在銀心方向還發(fā)現(xiàn)了一條3千秒差距臂。旋臂間的距離約1.6千秒差距。1963年,用 射電天文方法觀測到星際分子OH，這是自從1937～1941年間,在光學(xué)波段證認(rèn)出星際分子CH、CN和CH+以來的重 大突破。到1979年底，發(fā)現(xiàn)的星際分子已超過50種。
　　銀河系的起源這一重大課題目前還了解得很差。這不僅要研究一般星系的起源和演化，還必 須研究宇宙學(xué)。按大爆炸宇宙學(xué)假說，我們觀測到的全部星系都是1010年前高密態(tài)原始物質(zhì)因密度發(fā)生起伏,出 現(xiàn)引力不穩(wěn)定和不斷膨脹，逐步形成原星系，并演化為 包括銀河系在內(nèi)的星系團(tuán)的。而穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型假說則 認(rèn)為，星系是在高密態(tài)的原星系核心區(qū)連續(xù)形成的。
　　銀河系演化的研究近年來才有一些成就。關(guān)于太陽附近老年恒星空間運動的資料表明，在原銀河星云的坍縮過程中，最早誕生的是暈星族,它們的年齡是100多億年，化學(xué)成分是氫約占73％，氦約占27％。而大部分氣體物質(zhì)集聚為銀盤，并隨后形成盤星族。近年還從恒星的形成和演化、元素的豐度的變遷、銀核的活動及其在演化中的地位等角度探討銀河系的整體演化。六十年代 發(fā)展起來的密度波理論，很好地說明了銀河系旋渦結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)及其長期的維持機(jī)制。

相關(guān)資料

　　（1）周邊星系
　　NGC 7331經(jīng)常被視為"銀河的雙胞胎"，從銀河系之外回顧我們的銀河或許就是這個樣子。銀河、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系，這個群總共約有50個星系，而本地群又是室女座超星系團(tuán)的一份子。
　　銀河被一些本星系群中的矮星系環(huán)繞著，其中最大的是直徑達(dá)21,000光年的大麥哲倫云，最小的是船底座矮星系、天龍座矮星系和獅子II矮星系，直徑都只有500光年。其他環(huán)繞著銀河系的還有小麥哲倫云，最靠近的是大犬座矮星系，然后是人馬座矮橢圓星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分儀座矮星系、天爐座矮星系和獅子I矮星系。
　　在2006年1月，研究人員的報告指出，過去發(fā)現(xiàn)銀河的盤面有不明原因的傾斜，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)是環(huán)繞銀河的大小麥哲倫云的擾動所造成的漣漪。是在她們穿過銀河系的邊緣時，導(dǎo)致了某些頻率的震動所造成的。這兩個星系的質(zhì)量大約是銀河的2%，被認(rèn)為不足以影響到銀河。但是加入了暗物質(zhì)的考量，這兩個星系的運動就足以對較大的銀河造成影響。在加入暗物質(zhì)之后的計算結(jié)果，對銀河的影響增加了20倍，這個計算的結(jié)果是根據(jù)麻薩諸塞州大學(xué)阿默斯特分校馬丁·溫伯格的電腦模型完成的。在他的模型中，暗物質(zhì)的分布從銀河的盤面一直分布到已知的所有層面中，結(jié)果模型預(yù)測當(dāng)麥哲倫星系通過銀河時，重力的沖擊會被放大。
　　（2）穿過空間的速度
　　一般而言，根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，任何物體通過空間時的絕對速度是沒有意義的，因為在太空中沒有合適的慣性參考系統(tǒng), 可以作為測量銀河速度的依據(jù)(運動的速度, 總是需要與另一個物體比較才能量度)。
　　因為各向宇宙微波背景輻射非常的均勻, 只有萬分之幾的起伏. 所以就讓喬治·斯穆特想到了一個方法, 就是測量宇宙微波背景輻射有沒有偶極異向性。
　　在1977年, 美國勞倫斯伯克萊國立實驗室的喬治·斯穆特等人, 將微波探測器安裝在U-2偵察機(jī) 上面, 確切地測到了宇宙微波背景輻射的偶極異向性, 大小為 3.5±0.6 mK, 換算后, 太陽系在宇宙中的運動速度約為 390±60 km/s, 但這個速度, 與太陽系繞行銀河系核的速度 220 km/s 方向相反, 這代表銀河系核在宇宙中的速度, 約為600 多km/s。
　　有鑒于此，許多天文學(xué)家相信銀河以每秒600公里的速度相對于鄰近被觀測到的星系在運動，大部份的估計值都在每秒130～1,000 公里之間。如果銀河的確以每秒600公里的速度在運動，我們每天就會移動5,184萬公里，或是每年189 億公里。相較于太陽系內(nèi)，每年移動的距離是地球與冥王星最接近時距離的4.5倍。銀河在空間中運動的方向是指向長蛇座的方向。
　　（3）神話
　　
　　世界各地有許多創(chuàng)造天地的神話圍繞著銀河系發(fā)展出來。很特別的是，在希臘就有兩個相似的希臘神話故事在解釋銀河是怎么來的。有些神話將銀河和星座結(jié)合在一起，認(rèn)為成群牛只的乳液將深藍(lán)色的天空染白了。在東亞，人們相信在天空中群星間的霧狀帶是銀色的河流，也就是我們所說的天河。
　　Akashaganga是印度人給銀河的名稱，意思是天上的恒河。
　　依據(jù)希臘神話，銀河是赫拉在發(fā)現(xiàn)宙斯以欺騙的手法誘使他去喂食年幼的赫爾克里斯因而濺灑在天空中的奶汁。另一種說法則是赫耳墨斯偷偷的將赫爾克里斯帶去奧林匹斯山，趁著赫拉沉睡時偷吸他的奶汁，而有一些奶汁被射入天空，于是形成了銀河。
　　在芬蘭神話中，銀河被稱為鳥的小徑，因為它們注意到候鳥在向南方遷徙時，是靠著銀河來指引的，它們也認(rèn)為銀河才是鳥真正的居所?，F(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)證實了這項觀測是正確的，候鳥確實在依靠銀河來引導(dǎo)，在冬天才能到溫暖的南方陸地居住。即使在今天，芬蘭語中的銀河依然使用Linnunrata這個字。
　　在瑞典，銀河系被認(rèn)為是冬天之路，因為在斯堪的納維亞地區(qū)，冬天的銀河是一年中最容易被看見的。
　　古代的亞美尼亞神話稱銀河系為麥稈賊之路，敘述有一位神祇在偷竊麥稈之后，企圖用一輛木制的運貨車逃離天堂，但在路途中掉落了一些麥稈。
　　（4）銀河的未來
　　目前的觀測認(rèn)為仙女座星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向銀河系運動，在30-40億年后可能會撞上銀河系。但即始真的的發(fā)生碰撞，太陽以及其他的恒星也不會互相碰撞，但是這兩個星系可能會花上數(shù)十億年的時間合并成橢圓星系。
　　天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系“比之前想象的要大”
　　據(jù)英國廣播公司6日報道，由國際天文學(xué)家組成的研究小組發(fā)現(xiàn)，地球所在的銀河系比原來以為的要大，運轉(zhuǎn)的速度也更快。
　　

銀河系

天文學(xué)家利用在夏威夷、加勒比海地區(qū)和美國東北部的天文望遠(yuǎn)鏡觀察得出結(jié)論，銀河系正以每小時90萬公里的速度轉(zhuǎn)動，比之前估計的快大約百分之十。
　　銀河系的體積也比之前預(yù)計的大一半左右。
　　科學(xué)家們指出，體積越大，與鄰近星河發(fā)生災(zāi)難性撞擊的可能性也增大。
　　不過，即使發(fā)生也將是在二、三十億年之后。
　　美國哈佛-史密森天體物理學(xué)中心的研究員利用"超長基線陣列"(Very LongcenterArray)儀器來推論地球所在銀河系的質(zhì)量和速度。
　　研究員表示，使用這個方法找出的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，比較以前的方式所需要的假定更小。
　　研究員還說，最新發(fā)現(xiàn)顯示銀河系與仙女座星系(Andromeda Galaxy)的大小相約。
　　仙女座星系、銀河系和三角星系是地球所在的星系中三個最大的星系群。
　　此前，科學(xué)家一直認(rèn)為仙女座最大，銀河系只是仙女座的"小妹妹"。
　　研究員在美國加利福尼亞州第213屆美國太空學(xué)會會議上發(fā)表有關(guān)研究結(jié)果。
　　【銀河系常用數(shù)據(jù)表】
　　銀河系常用數(shù)據(jù)表
　　質(zhì)量≈10E11太陽質(zhì)量
　　直徑≈100千秒差距
　　銀心方向：α=17h42m.5， δ=-28°59′
　　太陽距銀心≈9千秒差距
　　北銀極：α=12h49m， δ=-27°24′
　　太陽處銀河系旋轉(zhuǎn)速度≈250公里/秒
　　太陽處銀河系旋轉(zhuǎn)周期≈220E6年
　　相對于3K背景的運動速度≈600公里/秒
　　（朝向α=10h， δ=-20°方向）
　　太陽常用數(shù)據(jù)表
　　太陽質(zhì)量 ＝ 1.9891×1033克
　　日地距離：
　　日地平均距離 (天文單位) = 1.49597870×1011 米（1億5千萬公里）
　　日地最遠(yuǎn)距離 ＝ 1.5210×1011 米
　　日地最近距離 ＝ 1.4710×1011 米
　　太陽常數(shù) f ＝ 1.97 卡·厘米-2·分-1
　　太陽半徑 R ＝ 696265 公里
　　太陽表面積 ＝ 6.087×1012 平方公里
　　太陽體積 ＝ 1.412×1018 立方公里
　　太陽平均密度 ＝ 1.409 克·厘米-3
　　太陽表面有效溫度 ＝ 5770 K
　　自轉(zhuǎn)會合周期：
　　赤道＝26.9天
　　極區(qū)＝31.1天
　　光譜型： G2V
　　目視星等 ＝ －26.74 等
　　絕對目視星等 ＝ 4.83 等
　　熱星等 ＝－-26.82 等
　　絕對熱星等 ＝ 4.75 等
　　太陽表面重力加速度 ＝ 2.74×104 厘米／秒2 (為地球表面重力加速度的27.9倍)
　　太陽表面脫離速度 ＝ 618 公里／秒
　　太陽中心溫度：1.5×107 K
　　太陽中心密度：160 ·厘米-3
　　地球附近太陽風(fēng)的速度： 450公里／秒
　　太陽運動速度 (方向α＝18h07m，δ＝+30°) ＝ 19.7 公里／秒
　　太陽主要化學(xué)成分：氫（71％）、氮（27％），氧、碳、氮、氖；硅、鐵等
　　太陽年齡 ～ 5×109 年
　　太陽活動周期 ＝ 11.04 年
　　地球常用數(shù)據(jù)表
　　地球質(zhì)量: M = 5.9742×1027克　
　　赤道半徑 = 6378.140 公里　
　　極半徑 = 6356.755 公里　
　　平均半徑 = 6371.004 公里　
　　赤道周長 = 40075.13 公里　
　　緯度1°長度 = 111.133－0.559cos2φ 公里 (緯度φ處)　
　　經(jīng)度1°長度 = 111.413cosφ－0.094cos3φ 公里　
　　標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P0 = 760 毫米汞柱　
　　大氣中的聲速(0度) V = 331.36 米／秒　
　　大氣中的聲速(常溫) V = 340米／秒　
　　地球表面磁場強(qiáng)度 ～ 5×10-5 忒斯拉　
　　北磁極：76°N, 101°W;　
　　南磁極：66°S, 140°E　
　　地球表面重力加速度(φ = 45°) : g = 9.8061 米／秒2　
　　地球表面積 = 5.11×108平方公里　
　　陸地面積 = 1.49×108平方公里 (占總表面積的29.2％)　
　　海洋面積 = 3.62×108平方公里 (占總表面積的70.8％)　
　　地球體積 = 1.0832×1012 立方公里
　　地球平均密度 = 5.518 克·厘米-3：　
　　地球年齡 ～ 46 億年　
　　地球表面脫離速度 ＝ 11.2 公里/秒　
　　光行差常數(shù)(J2000) k = 20.49552"　
　　黃赤交角(J2000) ε = 23°26'21".448　
　　黃徑總歲差(J2000) P = 5029”.0966 (每世紀(jì))　
　　歲差周期 ＝ 25800 年　
　　平均軌道速度 ＝ 29.79 公里/秒　
　　月球常用數(shù)據(jù)表
　　月球質(zhì)量 M = 7.3506 × 1025克(相對于地球的1/81)
　　月球直徑 ＝ 3476.4 公里
　　月球體積 ＝ 2.200×1010 立方公里
　　月球平均密度 ＝ 3.34 克·厘米-3
　　月地平均距離 ＝ 384401 公里 = 0.00257 天文單位
　　= 60.2682 地球赤道半徑
　　近地點平均距離 ＝ 363300 公里
　　遠(yuǎn)地點平均距離 ＝ 405500 公里
　　月球表面積 ～ 1/14 的地球表面積
　　黃道與白道交角 ＝ 5°09’
　　軌道偏心率 ＝ 0.0549
　　赤道面與黃道面交角 ＝ 1°32’
　　赤道面與白道面交角 ＝ 6°41’
　　平均軌道速度 ＝ 1 公里/秒
　　在平均距離處滿月的亮度 ＝ －12．7 等
　　月球表面溫度：
　　最高溫度 = + 127 攝氏度
　　最低溫度 = －183 攝氏度
　　月球表面重力加速度 ＝ 1.62 米/秒2 (為地球表面重力加速度的1/6)
　　月球表面脫離速度 ＝ 2.38 公里/ 秒
　　月球年齡 ～ 4.6×109 年