我们置身于银河系的太阳系之中,就好比一粒尘埃,不知寰宇之大小。敢问银河什么样?一般人都知道银河像是两个扣在一起的盘子,侧面很薄,正面是个盘状的漩涡。可是你有没有想过,我们身在银河中,又是如何知道银河系的样子的?问银河系到底有多大?估计大多数人都会摇头说“不知”。
“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中。”
这首名诗说明了身在其中的人难以总览事物全貌的尴尬,真是真知灼见,太形象了!从古至今,人类都想知道天地什么样,但古人只能站在地球上观察地球,那怎么可能看出地球的真面貌呢?把圆地球看成是一片平地,于是古人认为“天圆地方”。如今无法跳出银河系的我们面临着同样的问题,我们银河系又是什么样子的?这个问题,恐怕身在其中的我们无法回答吧。用合适的望远镜,我们只能看到银河系的侧面什么样。可如今,科学家说:银河系是个盘状的漩涡,那么科学家是如何知道的?
我们知道地球是球形的,因为跳出地球的卫星可以为我们拍到地球的照片。可是到现在,人类的探测器也才刚刚跨越太阳系边缘,人类自己都不敢想何时才能跳出银河系。那么银河系的面容图到底是怎么来的呢?
这些疑问确实点到了实处。有关银河系的全貌图不是望远镜看到、拍到的,而是科学家画出来的,也就是说,银河系的样子是科学家推测出来的。
银河系
那么,科学家的推测有没有道理呢?其实在我们还没有跳出地球的时候,人类就已经通过测量数据和航海经验,推测出地球应该是球形的。待人类造的卫星跳出地球大气层之后,拍摄到的地球真面容确实是球形的,证明了之前的推测。由此可见,虽然我们现在无法跳出银河系来看银河系的全貌,但根据已掌握的资料,也可以对银河系的样子作一些推测。
现在,就让我们跟着科学家的思路,来推测银河系的面容吧。
银河系有多大?
银河系比普通的星系稍微大一些,直径大约为十万光年。银河系中至少有2000亿颗星。其中,大约400亿颗星集中在中央的核球(Bulge)上,四周缠绕着四只旋臂,由气体和尘埃物质混杂的区域。核球的直径为3000光年,呈椭球形,由年龄超过100亿年的老年星球构成。银河系的历史已经有150亿光年。
银河系侧面像个凸透镜
首先,我们通过望远镜的观察,很容易推测出银河系的侧面模样。
银河系有多大?
不过站在地球上,我们只能看到天空有一条银色的飘带,由于被大地挡住了视线,这并不是银河系的整个侧面,银河侧面完整的景象是望远镜升入太空后才观察到的,那景象十分壮观:整个天空就像一个大圆球包围着我们,一条扁平细长的银色条带环绕整个天空,这道银河把圆球形的天空一分两半,每一半都是个半球!这容易理解,我们身在“河”中,就会看到四周都被“河”环绕。假如我们到了岸边,就不是这景象了,就只会看到河是我们身旁的一条飘带,我们的另一侧就没有飘带环绕了。
由此可知,银河系侧面是扁平的,根据这条带中间有些鼓的情况,可以推测,银河系的侧面应该是扁平而中间鼓凸的形象,很像一个凸透镜的侧面。
椭圆?漩涡?还是透镜?
仅仅知道银河系的侧面是凸透镜形状,还只是很粗浅的认识。
我们观察其他的星系会发现,有的是椭圆形状的,叫做“椭圆星系”,椭圆星系的侧面一般还是椭圆形,就像一枚鸭蛋一样,侧面从哪个方向看都是椭圆形,而银河系侧面是扁平的,因此银河系应该不是椭圆星系。
有的星系是漩涡形状的,叫做“漩涡星系”,漩涡星系的侧面就像个凸透镜,扁平而中间鼓凸,与银河系的侧面一样,由此,科学家猜测,银河系很可能是漩涡星系。
但是侧面具有这种形象的星系还有其他情况,例如“透镜星系”,整个星系看上去就像个凸透镜,侧面也是扁平而中间鼓凸,但正面却像椭圆星系,是个圆盘或椭圆,看不出有旋臂。除了透镜星系,还有一些罕见的星系,侧面也与银河系相似,但也不是漩涡星系,例如圆环星系,其正面则是一个大圆环环绕着中心的圆亮斑。但罕见星系太稀少了,因此科学家认为,银河系即使不是漩涡星系,也是透镜星系,不太可能是罕见星系。
另外,有很多漩涡星系或透镜星系的中心还有个两头稍尖的棒子,银河系的中心会不会也有根棒子呢?虽然关于星系中心的棒子,科学家不知道是怎么形成的,但是星系中心的棒子却很常见。看来,要确定银河系到底是漩涡还是透镜,主要是看有没有旋臂。