七夕，望银河

纤云弄巧，飞星传恨，银汉迢迢暗度。金风玉露一相逢，便胜却人间无数。柔情似水，佳期如梦，忍顾鹊桥归路！两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮！

――秦观 《鹊桥仙》

又是一年七夕至。七夕夜，银河迢迢，群星璀璨。

当你抬头仰望星空时，可以看到天穹上有一条相当宽的白茫茫的光带，这就是人们常说的银河。实际上，银河就是银河系在天球上的投影，这条光带就是我们置身其内而侧视银河系时在可见光波段所看到的、布满星星的圆面――银盘的投影。我国古人称它为“天河”或“银河”或“星河”等，欧洲人则称它为“乳白色的道路”（milk way）。

银河经过的星座有仙后座、英仙座、御夫座、麒麟座、南船座、南十字座、人马座、天鹰座、天鹅座、天琴座等，银河宽窄不一，有地方宽度只有4°～5°，有地方可达30°，从天鹅座到人马座的这一段，约为银河全长的1/3。银河分为两叉。银河系在不同波段可显示出不同的特征（图1）。

图1 不同波段获取的银河系信息

人们只要用一架小望远镜来观测银河，就可以看出它是由许许多多的恒星所组成的，只是由于距离太远而无法用肉眼辨认出来。由于星光与星际尘埃混合在一起，因此银河看起来就像一条烟雾笼罩着的光带。银河最亮的部分位于人马座，恒星高度集中在银河带内，把望远镜朝着垂直于银河的方向看去，星数便少得多，在天空上与人马座相对的银河位于御夫座、英仙座和猎户座，这部分银河并不壮观。银河是银河系在天球上的投影，银河系是以银河命名的星系，是一个恒星系统。在可见光波段，人们对银河系结构常描述为一个中央凸起（称为核球）的偏平薄盘（称为银盘），呈类透镜星系或旋涡星系，现代有人提出是棒旋星系。如图2所示。

图2  银河系结构示意图

银盘

银河系的物质，主要是恒星，在可见光波段获悉，密集部分组成一个圆盘，称为银盘。银盘的中心平面投影到天球上叫银道面，银盘中心隆起的部分叫银河系核球。银道面与天赤道相交成约63°.5。

据最新研究资料，银盘直径约8万光年（近年研究结果为8.5万光年，早期值是10万光年），银盘中间厚、外边薄，中间的核球直径约1万光年，银盘靠近核球的地方厚约3000～6000光年，边缘仅1000光年，太阳在银盘中位于距银心大约2.4万光年的地方，它到银盘边缘的距离为1.6～6.4万光年不等，太阳附近的银盘厚度约为3000光年。

银晕

银盘外面是一个范围广大、近似球状分布的系统，称为银晕。银晕的直径逾10万光年，密度比银盘小。近年来，根据观测可见物质的运动推断，在恒星分布区之处，还存在一个巨大的大致呈球形的射电辐射区，称为银冕，其半径可达30万光年。

银核

银河系核球的中心部分是一个不大的致密区，称为银核。银核为扁球形，赤道半径约30光年，极半径20光年。银核中心处又有一更小的核中之核，称为内核心或银心，半径只有1光年左右。银核能发出强射电辐射、红外辐射、X射线和γ射线。

旋臂

银盘中有旋臂，这是盘内气体尘埃和年轻恒星集中的地方。观测发现，大量的恒星和星际弥漫物质都高度集中在旋臂上。据研究，太阳附近有一条旋臂称猎户臂，离银心为1.04万pc（1pc=3.0857×1016m），太阳离它的内边缘只有几千pc。在猎户臂之外，还有一条英仙臂，包括著名的英仙座双星团，离银心约1.23万pc。在银心方向有一条人马臂，离银心约8700pc。离银心3000pc处还有一条旋臂，大约以45km/s的速度向外膨胀，旋臂之间的气体密度小得多，如图3所示。据研究，银河系的这些旋臂的“旋开”与“旋闭”还有一定的周期。

图3  银河系悬臂示意图

银河系中的天体运动比较复杂。观测研究表明，距银心较太阳近的恒星绕银心运转的速度比太阳快，距银心较太阳远的恒星运转速度比太阳慢。银河系中心部分的恒星密度较大，也是最活跃的区域，整个系统的质量绝大部分集中于中心，外围部分的恒星绕银心的运动，近似开普勒转动。据资料，太阳所在的地方转动速度近年研究是220km/s（早期是250km/s），太阳在大致正圆的轨道上绕银心转一周需要2.5亿年，也称宇宙年。位于银盘内的其他恒星以不同的周期、近圆形轨道绕银心转动。

银河系内的物质分布是不均匀的。既有年轻的恒星，又有年老的恒星；有可视物质，也有大量的暗物质，整个银河系质量的估算与暗物质的发现有关。目前只根据银河系转动的资料，求得银河系内物质的密度和银河系的总质量。据估算，太阳轨道以内的银河系的质量为1000亿个太阳质量，如果一颗恒星的平均质量是太阳质量，那么，银河系近似有1000亿颗恒星，这与恒星计数的值相一致。太阳轨道以外的银河系还有大量天体，加上隐藏的暗物质，银河系的总质量一定超过1000亿个太阳质量。

把银河系视面上各部分的光加起来，得到的累积亮度或累积星等的量，可以表达银河系的光度。实际上，银河系的累积亮度很难测定，目前得到的估算值是太阳光度的240亿倍，累积绝对星等为-20.5等。

真实的银河是这样子的，它和你想象的或是看到的或许有些不同。Anyway，它很美，不是吗？

本文由王芳摘编自余明 主编的《地球概论》（第二版）（科学出版社.2016.6）一书第3章，内容有删节。

ISBN 978-7-03-048766-7

《地球概论》（第二版）首先引入天体和天体系统、天球和天球坐标的概念，并简单介绍获取天体信息的主要手段以及时间历法；其次重点介绍天体的主体―恒星世界以及与地球有关的天体系统（如银河系、太阳系和地月系等），再次讨论了日月地、日地关系以及近地环境对地球的影响，以及叙述了地球运动及其所产生的地理意义，最后对地球整体性知识、地球的演化以及数字地球做了介绍。课程实验指导和常用的数据安排在附录中。本书可作为高等院校地理科学类、生态类等专业本科生的教材，同时也可供广大热爱地球科学的读者阅读、参考。

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