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银河系旋臂

银河系是旋涡星系,有多条旋臂,它有三个主要组成部分:包含旋臂的银盘,中央突起的银心和晕轮部分。而旋臂主要由星际物质构成。

在研究银河系旋臂时,光学方法受到很大限制。关于银河系旋臂的知识主要来源于射电观测。在太阳附近,射电观测探测到三段旋臂,即英仙座旋臂、猎户座旋臂和人马座旋臂。太阳靠近猎户座旋臂的内侧。二十世纪七十年代,人们通过探测银河系一氧化碳分子的分布,又发现了第四条旋臂,它跨越狐狸座天鹅座。它是一条离银心四千秒差距的旋臂,称为三千秒差距臂,正以约50千米/秒的速度向外膨胀。已知:旋臂是气体、尘埃和年轻恒星集中的地方。

在经过一年的观测后,一个国际天文小组幸运地“抓住”了其中的一只。记者从中国科学院上海天文台了解到,该所徐烨博士参加的国际小组精确测得了太阳系到银河系最近的“手臂”“英仙臂”的距离为6370光年。

上海天文台沈志强研究员表示,要想准确了解银河系的大小和年龄,需要先精确测量出这些手臂的距离,“但最大的问题在于:我们在观测其他星系时,它们的形状能够一目了然,而对于我们本身所在的银河系却没法看到全貌,因此只能通过观测加推测来确定其形状。”据悉,这是迄今为止人类精确测定的最远天体的距离,其对精确描述宇宙的大小和年龄具有重要意义。这一成果也被发表在了最新一期的权威刊物《Science》上。

据了解,银河系是漩涡星系,从里向外伸出了四条旋转的“手臂”:半人马座旋臂、猎户座旋臂、英仙座旋臂、3000秒差距臂,每条“手臂”都由难以计数的恒星和星云组成。其中我们生活的太阳系在猎户臂内,位于人马臂和英仙臂之间,但更靠近英仙臂。

据透露,三国的科学家巧妙采用了一种名为“三角视差”的方法,用射电望远镜成功捕捉到了来自“英仙臂”的一个宇宙激光发射源,并把太阳地球的间距作为基线,进行几何计算后得出了这个辐射源的距离。

根据该小组的观测结果,太阳到英仙座旋臂的距离为1.95千秒差距,约6370光年,误差不到2.1%。

想象一下,如果有机会从上方俯瞰我们的银河系平面,它更像是一只巨大的“八爪鱼”。因为银河系中的恒星并不是均匀分布的,各种星际物质形成的星云、开放星团、新星等集合在一起,看上去就像是从银河系中心向外依逆时针方向延伸出的多条“手臂”,天文学上将它们称为“银河旋臂”。

银河系包括4条大的和2条小的旋臂。太阳系坐落在较短的猎户座旋臂上,位于英仙座旋臂和人马座旋臂之间。旋臂是银河系里新的恒星诞生的摇篮。事实上,银河系每年都会有约10颗新恒星生成,每100年至少会有一颗星老化。新生的星就出现在银河的旋臂上。

2009年1月5日,美国艾奥瓦州立大学发表新闻公报称,该校科学家与瑞士苏黎世大学、德国鲁尔大学科学家合作,首次绘制出银河系旋臂的完整图像。图像显示,银河系内部有两条明显对称的旋臂,他们向银河系外围延伸后分成四条旋臂。

在宇宙中高速运行具有星系核的星系,当它追及到另一个具有星系核的星系时,如果两者的运行速度相近,就会相互吞噬,形成了一个更大的星系。倘若这两个星系的星系核相遇,就会相互绕转而形成一个质量更大的高速旋转的星系核。这个高速旋转的星系核就像一个巨大的发电机,从它的两极爆发出能量强大的粒子流向远方喷射。星系核的能量越大,喷射粒子流的流量也就越大,喷射得也就越遥远。我们把这样的星系核称作两极喷流星系核。星系核在喷射高能粒子流的时候,会消耗其自身的能量,然而,当它俘获了其它星团或者星系以后,就会增添能量。当星系核的能量发生由大到小的变化时,就会由远及近地建造出两条粗大的喷流带。如果星系核的磁轴绕着另一条轴(这条轴称作星系核的自转轴)旋转,那么,喷流带的轨迹就会弯曲,而演变成旋涡星系的两条旋臂。银河系的旋臂就是这样建造出来的。

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