茶年 · 中文维基百科

银河系

Wikipedia · 2026-08-03 维基百科 👁 1 阅读

{{Infobox
| title= 銀河系
| image=
| caption=
| titlestyle=background: #30D5C8;
| headerstyle=background:
| belowstyle=background: #30D5C8;
| labelstyle=background: inherit;
| header1=觀測資料
| label2=類型
| data2=Sb、Sbc、或SB(rs)bc（棒旋星系）
| label3=直徑
| data3=
| label4=薄恆星盤面厚度
| data4=≈
| label10=太陽至銀河中心的距離
| data10=
| label13=棒模組公轉週期
| data13=100–120 Myr
| below=參見：星系、星系列表
| label15=太陽所在地的逃逸速度
| data15=550 km/s，是一個由众多恒星和星际介质组成的巨大星系。人类所生活的地球和太陽系就位于银河系当中。

銀河系包含大约1,000億至4,000億顆恆星，和至少同样數量的行星。其中最古老的恆星幾乎和宇宙本身一樣古老，可能是在大爆炸之後不久的黑暗時期形成的。银河系的直徑介於100,000至180,000光年之间。太陽系 位於一个叫作獵戶臂的银河系螺旋臂结构的內緣，距離银河中心（銀心）約27,000光年（8.3 千秒差距）。在太陽所处的位置，公轉週期大約是2億4,000萬年。
相對於河外參考系，整個銀河系以大約每秒 600 公里（每秒 372 英里）的速度移動。预计在40亿年后，银河系会和仙女座星系相撞，两星系会合并成为一个椭圆星系。

神話和命名
世界各地有許多神話是圍繞著銀河系發展出來。

在東亞，人們相信在天空中群星間的霧狀帶是“銀色的河流”，也就是所謂“天河”。中文中的名称银河、天河、星河、天汉、銀漢 都源于此。其中“天汉”和“银汉”中的“汉”指汉水，所以也就是天河和银河的意思。在印度，人们也持有类似的看法。Akashaganga是印度人給銀河取的名稱，意为“天上的恆河”。

在中国，银河与牛郎织女的神话故事也密切相关。牛郎和织女的相爱不容于天庭，王母娘娘拔下头上的金簪一挥，一道波涛汹涌的天河就出现了。牛郎和织女被隔在两岸，只能相对哭泣。他们的爱情感动了喜鹊，千万只喜鹊飞来，搭成鹊桥，让牛郎织女走上鹊桥相会，王母娘娘对此也无奈，只好允许两人在每年七月七日于鹊桥相会。银河在中国还被认为是是沟通天界与人界的桥梁。

在古希臘，有兩個相似的希臘神話故事解釋銀河是怎麼來的。它们都將銀河和临近的星座結合在一起，也都認為银河是牛的乳液將深藍色的天空染白。这也是银河英文名Milky Way的来源。根据其中的一个说法，銀河是赫拉在發現宙斯以欺騙的手法誘使他去餵食年幼的赫拉克勒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地將赫拉克勒斯帶去奧林匹斯山，趁著赫拉沉睡時偷吸她的奶汁，而有一些奶汁被射入天空，於是形成了银河。

在芬兰神話中，銀河被稱為“鳥的小徑”，因為他們注意到候鳥在向南方遷徙時，是靠著銀河來指引的，它們也認為銀河才是鳥真正的居所。現在，科學家已經證實了這項觀測是正確的，候鳥確實得依靠銀河來引導，在冬天才能到溫暖的南方陸地居住。時至今日，芬蘭語中的銀河依然使用Linnunrata這個字。

在瑞典，銀河系被認為是冬天之路，因為在斯堪的納維亞地區，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後，企圖用一輛木製的運貨車逃離天堂，但在路途中掉落了一些麥稈。

观测历史
人类虽然从非常久远的古代认识银河，但是对银河系的真正了解还是从近代才开始。

伽利略在1610年使用望遠鏡首先解析出带状的银河实际是由一顆顆恆星聚集而成。

1750年，英国天文学家赖特认为银河系是扁平的。1755年，德国哲学家康德提出了银河是由恒星通过引力聚合成的一个巨大天体系统，并且只是众多星系中的一个（“宇宙岛”假说）；随后德国数学家郎伯特也提出了类似的假设。到1785年，英国天文学家威廉·赫歇耳绘出了银河系的扁平形体，并认为太阳系位于银河的中心。

1918年，美国天文学家沙普利经过4年的观测後，提出太阳系应该位于银河系的边缘。1926年，瑞典天文学家贝蒂尔·林德布拉德分析出银河系也在自转。

直到1920年代初期，多數天文學家還認為銀河包含了宇宙中全部的恆星。隨著1920年天文學家沙普利和柯蒂斯的大辯論。

外觀
不受光汙染的黑岩沙漠看見的在人馬座方向上的銀河（包括銀河中心）。在右下方是天蝎座，位於心宿二上方的亮星是木星。]]

上空盤旋的銀河。]]

我们所见的銀河是一条寬約30度、畫過天空的朦朧光帶。发光的银河弧带，其实是銀河平面上，大量肉眼不能分辨的恆星和其它天體累積形成的光带。而光带中的黑暗區域，像是大裂縫和煤袋星雲，则是银河系中的星際塵埃屏蔽星光所形成的區域。而銀河本身也会屏蔽我们对河外星系的观察，在天空中形成所谓的隱帶。

銀河表面亮度较低，它的可見度很容易被背景光所影响。像是城市光汙染或是來自月球的散射光，都会影响对银河的观察。要想清楚的看見銀河，需要每平方角秒的亮度比20.2星等更低的黑暗天空。或者说，當肉眼可見的極限星等为+5.1等时，可以看見銀河；或+6.1等时，就可以看見银河的許多的細節。

從地球上看，銀河涵蓋的区域包括天空中的30個星座。銀河最亮的區域銀心位于人馬座方向。從人馬座，银河光帶延伸到反銀心所在的御夫座，然后延伸并回到人馬座附近，將天球分成兩個大致相等的半球。

銀河盤面相對於黃道（地球繞太陽公轉軌道的平面）傾斜約60度。相對於天球赤道的倾角则为63度左右。銀河北極位於赤經 12h 49m，赤緯 +27.4°（B1950）处，靠近周鼎一（后髮座β）；銀河南極在玉夫座α附近。在一年中不同的時間，銀河的弧出現在天空中的位置可以很高，也可以很低。在地球上的北緯65度到南緯65度之間，銀河一天会經過觀測者的天頂兩次。

一般性质
大小
的照片。這是被認為是在外觀上最類似於銀河系的星系。|300px]]

銀河系是本星系群第二大的星系，主体结构是呈圆盘状的银河盘面, 其直徑大約，平均厚度大約。作一个类比的话，如果太陽到海王星的大小相當於25分的美金硬幣（），銀河系的大小則有如美國大陸。新的研究发现，銀河盤面的上下方，还有恒星组成的环状结构所环绕，可能也屬於銀河系本身。如果以银河盘面之外的暗物质晕来定义银河系大小的话，依据2020年的一项研究，银河系（包括其暗物质晕）的直径为584 ± 122 kpc (1.905 ± 0.3979 Mly)。

质量
銀河系質量，依据使用的方法和資料，其估计值有很大差别。按最低的估計值，銀河系的質量是5.8 太陽質量（），略小於仙女座星系的質量，约为仙女座星系质量在同一模型中估计值的一半。最近的研究表明質量範圍可以大到4.5  ，小到8 。

相比于暗物质，銀河系所有恆星的總質量估計在4.6  至6.43 之間至15% 。这些星际气体由大约90%的氫和10%的氦組成。

微引力透鏡和行星凌日的观测显示銀河系內有大量的恆星拥有行星系统 2016年的研究顯示，這類行星最接近的可能就在距離4.2光年之處。除了系外行星，也發現了在太陽系之外的系外彗星。彗星在銀河系中可能也很常見。

File:ESO - The Milky Way panorama (by).jpg|歐洲南方天文台拍攝的360度全景的銀河系圖（由照片馬賽克合成）。銀河系的中心在視野的中心，銀河的北方朝上。

运动速度
尽管狭义相对论指出，在空间中不存在一个可用于与银河系进行比较的“首选”惯性参考系，但银河系相对于特定的宇宙学参考系确实拥有一个速度。

其中这样一个参考系就是叫做“哈勃流”（Hubble flow）。根据哈勃定律，宇宙空间的膨胀表现为星系间相互远离。这个运动的局部平均就称为哈勃流。要计算哈勃流，考虑一个足够大的空间体积，宇宙的膨胀速度远大于本地的随机运动速度，该体积内星系的平均运动就等于哈勃流。包括银河系在内的各个星系，相对于哈勃流的运动速度叫做本动速度。天文学家认为，相对于这个参考系，银河系的本动速度大约为每秒630公里（每小时140万英里）。银河系的本动是朝着太空中一个叫做巨引源的位置以及其后方的其他星系团（包括夏普力超星系团）的方向移动。

另外一个可供计算银河系运动速度的参考系是宇宙微波背景輻射。宇宙微波背景辐射在各个方向上非常的均勻，只有萬分之幾的起伏，但在太阳系运动的方向和反方向上，会因为多普勒效应而有强度变化，即所谓偶極異向性。所以喬治·斯穆特提出通过宇宙微波背景輻射的偶极异向性来决定太阳系运动的速度。

在1977年，美国勞倫斯實驗室的喬治·斯穆特等人，將微波探測器安裝在U-2偵察機上面，確切地測到宇宙微波背景輻射的偶極異向性，大小為3.5±0.6 mK，換算後，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心的速度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。

結構
{{multiple image
| align = right
| direction = vertical
| width = 220
| image1 =
| caption1 = 新銀河系圖展示四條清晰明確且相當對稱的旋臂 。

/伽瑪射線泡。]]

在2010年，費米伽瑪射線太空望遠鏡發現了兩個輻射高能量的巨大球形氣泡，分別位於銀河核心的南部和北部。每個氣泡的直徑大約；它們在南半球的夜空中延伸至天鶴座和室女座。

在2013年，钱德拉X射线天文台觀測到一道來自人馬座A的強烈X射線閃焰，比平時亮了400倍。這不尋常的事件可能是有一顆小行星落入黑洞中，或是人馬座A的氣流擾動造成磁場線的糾纏造成的。

螺旋臂
在銀河系棒之外的銀河盤面中，星際物質和恆星形成了4條螺旋臂的追踪观测顯示，螺旋臂内星際物質和塵埃密度都高於銀河系平均值，而且有更多的恆星形成。

目前对銀河系的螺旋結構和銀河臂的性質都還沒有共識，它们的俯仰角範圍约为7°到25°。因此，銀河系似乎在追踪年老恒星时显示兩條螺旋臂，追踪氣體和年輕的恆星时则显示四条旋臂。目前還不清楚對這種明顯差異的解釋。它坐落在第四銀河象限，距離太陽大約5.2Kpc，距離銀心約3.3Kpc，并且在以超過每秒50公里的速度从银心向外擴張。遠3kpc臂是天文學家湯姆达姆在2008年發現的。 它坐落於第一銀河象限，距離銀河中心約3Kpc（約94.6京公里）。

在2011年發表的一个数值模擬顯示，銀河系可能是與人馬座矮橢圓星系反覆碰撞而獲得其螺旋臂的結構。

有研究显示银河系可能包含兩種不同类型的螺旋臂：內部的是人馬臂，旋轉較快；外層的是船底和英仙臂，旋轉的速度較慢，但是纏繞的較密實。对旋臂的動力學數值模擬建議，外層的旋臂會形成所谓外假環。

銀暈
銀河的盤面被一個球狀的銀暈包圍著，主要有年老的恒星和球状星团组成。其直徑估计在250,000至400,000光年之间。同银河系盤面（特別是旋臂）相比，銀暈中没有多少恒星诞生的活动，也缺乏疏散星團。銀河中大部分的質量是暗物質。它们所形成的暗物質暈估計有5.8×1011M☉，以銀河為中心，主要分布在银晕当中。我們所在的旋臂與鄰近的英仙臂大約相距6,500光年。以太陽的年齡估算，太陽已經繞行銀河20—25次了。太陽的軌道速度是217km/s，換言之每8天就可以移動1天文單位，1400年可以運行1光年的距離。

演化
历史
，图中显示了红序列（古老的星系，通常是椭圆星系）、绿谷（据信银河系位于其中）和蓝云（年轻的星系，通常是螺旋星系）。]]
银河系起源于大约136亿年前，大爆炸后不久。那个时候，宇宙中的质量分布开始变得不均匀，出现了一些密度较高的区域 。这些区域成为球状星团的种子，如今银河系中最古老的恒星就形成于这些球状星团之中。这些恒星和星团现在构成了银河系的恒星晕。在第一颗恒星诞生后的几十亿年内，由于角动量守恒，银河系的旋转加快。这导致星际气体介质从球形变为圆盘状，形成了星系盘。后来的几代恒星都在这个螺旋状的星系盘中形成。观测发现，包括太阳在内的大多数年轻恒星都位于星系盘内 。

在银河系的演化过程中，特别是早期发展阶段，星系合并起了重要作用。银河系中有近一半的物质可能来自其他星系；直到现在也正在从近邻的几个小星系吸积物质，其中包括它最大的两个卫星星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。这些吸积形成了所谓麦哲伦星流。在邻近的的高速云（比如史密斯云）中，也观测到了气体的直接吸积 。

宇宙学的数值模拟表明，在110亿年前，银河系与一个被称为克拉肯的巨大的星系合并 。银河系最外层区域的恒星质量、角动量和金属丰度等特性表明，在过去100亿年中，它再没有与大型星系发生合并。近期缺乏重大合并事件，这在同类型的螺旋星系中实属罕见。相反临近的仙女座星系有着更典型的历史，是由近期与相对较大的星系合并形成的 。

根据最近的研究，银河系和仙女座星系位于星系颜色-星等图中被称为“绿谷”的区域，该区域内的星系正处于从“蓝云”（正在积极形成新恒星的星系）向“红序列”（缺乏恒星形成的星系）过渡的阶段。由于星际介质中用于形成恒星的气体逐渐耗尽，绿谷星系中的恒星形成活动正在减缓。数值模拟表明，即使考虑到和仙女座星系碰撞会导致一段时间内的恒星形成率增加，银河系的恒星形成依旧大约会在 50 亿年后停止。和同类型的，仍在形成新恒星的绿谷星系相比，银河系是其中最红最亮，最靠近红序列的螺旋星系之一。它只比最蓝的红序列星系略微偏蓝一些。

年齡
依據歐洲南天天文台研究報告，估計銀河系年齡約為136億歲（1.36×1010年），幾乎與宇宙一樣老。该研究由欧洲南方天文台的一个團隊在2004年使用甚大望遠鏡的紫外線視覺矩陣光譜儀所進行。他们首度在球狀星團NGC 6397的兩顆恆星內發現鈹元素。這個發現讓他們將第一代恆星與第二代恆星交替的時間往前推進了2至3億年，因而估計球狀星團的年齡在134±8億歲。据此推测銀河系的年齡不會低於136±8億歲。

鄰居
經常被視為「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，而本星系群又是室女座超星系团的一份子。

銀河被一些本星系群中的矮星系環繞著，其中最大的是直徑達21,000光年的大麥哲倫雲，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。其他環繞著銀河系的還有小麥哲倫雲，最靠近的是大犬座矮星系，然後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，研究報告指出，過去發現的銀河盤面有不明原因的傾斜是由于環繞銀河的大小麥哲倫雲的擾動所造成的。当它們穿過銀河系的邊緣時，产生了某些頻率的震動，导致银河盘面的倾斜。這兩個星系的質量大約是銀河的2%，原本被認為不足以影響到銀河系。但是加入暗物質的考量，這兩個星系的運動就足以造成较大的影響。根據马萨诸塞大学阿默斯特分校馬丁·溫伯格的電腦模型，在加入暗物質之後的計算結果，它们對銀河的影響将增加20倍。

目前觀測認為仙女座星系（M31）正以每秒300公里的速度朝向銀河系運動，在30-40億年後可能會撞上銀河系。但即使真的發生碰撞，太陽以及其他的恆星也不會互相碰撞。這兩個星系可能會花上數十億年的時間合併成橢圓星系。而根据美国天文台的发现，史密斯云（一个河外氢气云团）的边缘已经与银河系的气体发生作用并推开围绕银河的气体。银河系会对它施加一个潮汐力，使其分裂。大约2千万至4千万年之后，史密斯云的核心将会撞击银河系圆盘。

参见

  • 巴德窗

*

  • 星系列表
  • 銀河系天文學
  • 銀道座標系
  • 暗物質暈

註解
参考文献
延伸阅读

外部連結

#银河系 #螺旋星系 #棒旋星系 #銀河系天文學

评论 (0)

  • 还没有评论，来抢沙发吧。