天天看點

銀河系的認識簡史:銀河和銀河系是兩個不同層次的概念:銀河是晴朗夜空中可以看到的一條形狀不規則的銀白色光帶,而銀河系則是由

作者:小奇科普檔案

銀河系的認識簡史:

銀河和銀河系是兩個不同層次的概念:銀河是晴朗夜空中可以看到的一條形狀不規則的銀白色光帶,而銀河系則是由衆多恒星構成的龐大天體系統。 古代哲學家對銀河的認識,就其本質上說隻是建立在一些主觀想象的基礎之上,而缺乏科學依據。

 例如,亞裡斯多德認為銀河隻是一種大氣現象,是地球發出的水蒸氣,而不承認是天上之物。 第一個正确認識銀河系本質的是古希臘哲學家德谟克利特,他認為銀河是由無數個恒星構成的,隻是因為這些恒星太暗、太密而無法加以分辨,于是表現為一條模糊的光帶。

1608年,荷蘭人李波爾賽在一次偶然的機會中發明了望遠鏡。 翌年,伽利略親自動手制作望遠鏡并用于天文觀測,開創了天文觀測的新時代。

是年冬天,伽利略用望遠鏡對銀河進行觀測,發現銀河并不是一片薄雲,而是密密麻麻無數個星星,隻是肉眼無法加以分辨,表現為天空中一條暗淡的光帶,這樣就從觀測上證明了德谟克利特的見解。

不過,在赫歇爾的模型中太陽位于銀河系的中心。 1918年,美國天文學家沙普利利用球狀星團的空間分布,正确地推斷太陽并不位于銀河系中心,而是位于比較靠近銀河系邊緣的地方。

這時,距赫歇爾提出第一個銀河系模型已經過去了130餘年。根據近代天文學的觀測和研究,銀河系是一個旋渦星系,它的總體結構大體上可以分為4個部分,即銀盤、核球、銀暈和暗暈。

除暗暈部分外,銀河系的總品質約為1.4×1011 太 陽 質 量,其 中 以 恒 星 形 式 出 現 的 約 占90%,由氣體和塵埃組成的星際物質占10%左右。 銀河系的年齡估計為100億年或更老。

銀河系的理論模型和形成機制:

建立合理的銀河系模型的主要目的在于從理論上來對觀測資料作出解釋為了更好地說明這個問題,需要引入“元素豐度”和“元素增豐”的概念。 天文學上,把物質中某類元素的含量在物質總量中所占的比例稱為該類元素的元素豐度。

在宇宙中,含量最多的元素是氫,約占71%;其次是氦,約占27%;其他元素通稱為重元素或“金屬元素”,所有重元素總的豐度僅為2%左右。 氫是在宇宙早期就已存在的原初元素,而大部分氦是在大爆炸後3mi n 内生成的。

是以,在原初星 際 介 質 和 由 此 生 成 的 第 一 代 恒 星中,金屬元素的含量極低。 另一方面,幾乎所有的重元素都是在恒星内部合成,并通過超新星爆發以及星風的途徑送入星際媒體。

大品質恒星很快(隻需幾百萬年時間)便走完了它們的演化曆程,并以超新星爆發而終其一生。 由于銀河系的年齡超過100億年,幾百萬年甚至上千萬年的過程便可以認為是在瞬息之際發生的。

了解了天文學上這種時間尺度的概念,就不難知道星際媒體以及由星際媒體生成的恒星的重元素豐度,會随着宇宙年齡的增大而增大,這一過程便稱為“元素增豐”,也即重元素豐度的增加過程。

通常稱金屬豐度低的恒星為貧金屬星,而金屬豐度高的恒星為富金屬星,當然這是從相對意義上來劃分的。

顯然,在現有的恒星中,金屬豐度越低年齡越老,它們必然是一些長壽命的小品質恒星,因為大品質恒星早已壽終正寝了;新近誕生的恒星金屬豐度就高,它們品質可以有大有小。

總結:

對于上述各種厚盤形成機制,比較多為人們所接受的是“先薄後厚”的并合機制,以及可能還有“先厚後薄”的快坍縮機制。

這裡所謂擴散是指原來在銀道面附近作圓軌道運動的恒星,由于某種原因變為在傾斜的橢圓軌道上運動。

造成擴散的原因可能有銀河系旋渦結構對恒星運動軌道的擾動;分子雲對恒星運動的散射作用;大品質暈天體在運動過程中穿越銀盤時對盤天體運動的影響等。

但是,包括厚盤物質的直接吸收、薄盤恒星的擴散和密近交會的加熱作用在内的其他形成機制則受到較多的質疑,而慢坍縮機制看來基本上已不為人們所關注。

鑒于厚盤對銀河系以及河外星系的結構和演化研究的重要性,有關厚盤的研究及其在星系演化中的地位已成為星系天文學的一個工作熱點。

就目前來看,有些問題還沒有完全澄清。 比如,不同星系中的厚盤是否會有不同的形成機制,一種以上的機制是否會在不同的程度上同時對厚盤的形成發揮作用等等。

銀河系的認識簡史:銀河和銀河系是兩個不同層次的概念:銀河是晴朗夜空中可以看到的一條形狀不規則的銀白色光帶,而銀河系則是由
銀河系的認識簡史:銀河和銀河系是兩個不同層次的概念:銀河是晴朗夜空中可以看到的一條形狀不規則的銀白色光帶,而銀河系則是由
銀河系的認識簡史:銀河和銀河系是兩個不同層次的概念:銀河是晴朗夜空中可以看到的一條形狀不規則的銀白色光帶,而銀河系則是由

繼續閱讀