【汉语拼音】yinhexi
【中文词条】银河系
【外文词条】Galaxy
【作者】李竞
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 釉谝躺稀Ｒ酉抵行奈淮笾柿亢饲颟o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(见银河系自转)。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。它的视绝对星等为M 
=-20.5。它以 10
年的时间尺度演化。
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”计画﹐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 杳挥忻飨孕羌氏獾那疤嵯漏o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﹑空间分布和运动特徵﹐进而将两个星族细分为仲介星族Ⅰ﹑旋臂星族(极端星族Ⅰ)﹑盘星族﹑仲介星族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(见球状体)。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﹐旋臂间的距离约1.6千秒差距。1963年﹐用射电天文方法观测到星际分子OH﹐这是自从1937～1941年间﹐在光学波段证认出星际分子CH﹑CN和CH
以来的重大突破。到1979年底﹐发现的星际分子已超过50种。
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10
年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。(见彩图
参考书目
C.A.Whitney﹐The Discovery of our Galaxy﹐Alfred A.Knopf﹐New York﹐1971.
B.J.Bok and P.F.Bok﹐The Milky Way﹐4th ed.﹐Harvard Univ.Press﹐Cambridge﹐1974.