在银河系是棒旋星系到我们的太阳系所属。它由大约3000亿个恒星系统恒星，加上行星，气体和宇宙尘埃组成。
从地球上，我们可以看到其中的一小部分，它是一束发白的光穿过天空，在北半球的夏季，在天蝎座和人马座中非常明显。
图1.从地球上看到的银河系。资料来源：
对于古希腊人来说，这种发光条的乳状外观是从宙斯的光，天空和闪电之神赫拉的妻子赫拉的乳房中溢出的牛奶。这就是为什么他们称其为“银河系”或牛奶之路。
其他古代文化也将银河系与道路联系在一起。在伊比利亚半岛，它被称为埃尔卡米诺·圣地亚哥（El Camino de Santiago），对于斯堪的纳维亚人，它导致了瓦尔哈拉（Valhalla）或众神的住所。
德古特里克特斯，一位非凡的古希腊思想家，已经暗示银河系中包含数千颗星星。当伽利略将望远镜对准它时，他意识到它确实满是星星。
随着时间的流逝，跟随他的天文学家意识到太阳系也是包围夜空的那条地带的一部分。
天王星的发现者，英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel，1738-1822）和他的妹妹卡洛琳·赫歇尔（Caroline Herschel，1750-1848）共同绘制了一张三维图，描绘了星系在星系中的分布情况。
他们得出的结论是，尽管它们无法确定其真实大小，但它们以不规则的圆盘形状排列，以太阳为中心。
直到20世纪初，天文学家才意识到太阳系只是银河系中一个很小的部分。后来，宇宙包含了数十亿个。
银河系的特征
银河系是一个非常广泛的结构。为了在此水平上确定距离，需要使用其他度量单位。这就是为什么在文献中使用它们的原因：
- 光年，即一年中真空中光的传播距离。光速是恒定的，在真空中为300,000 km / s。宇宙中的任何事物都不会移动得更快。
- 在秒差距，缩写为PC，相当于3.2616光年，而千秒差距是1000秒差距或3261.6光年。
银河系的形状是一个直径约60,000 pc的环形螺旋状。由于边缘没有明确定义，因此很难定义精确的界限，因为星系具有恒星和星际物质的光环。
图2.根据理论模型和对其他旋涡星系的观察得出的艺术家对银河系的概念。从中央酒吧发芽的两个主要手臂随后会分支。资料来源：NASA。
天文学家哈洛·沙普利（Harlow Shapley）在20世纪初指出，银河系中心位于射手座，这是第一个估计银河系盘大小的地方。
就其本身而言，太阳系位于这些螺旋臂之一：位于银河系郊区的猎户座臂。星际尘埃使我们无法看到中心，但是在无线电频率和红外频率中，这是可能的。
多亏了他们，我们知道那里的恒星绕着一个超大质量的黑洞高速旋转，相当于大约370万太阳质量。
关于银河系的起源，宇宙学家认为，它的起源几乎与宇宙大爆炸一样大，爆炸产生了整个宇宙。
形成星系的第一批恒星必须在大约1亿年后形成。这就是为什么宇宙学家估计其年龄为136亿年（大爆炸发生在138亿年前）。
银河系的时代
图3.来自地球118 Mpc的星系UGC 12158看起来很像科学家认为的银河系。它位于飞马星座。该图像是由哈勃太空望远镜拍摄的。资料来源：美国国家航空航天局，通过Wikimedia Commons。
为了确定银河系的年龄，天文学家寻找最古老的恒星。
恒星的年龄可以通过它们的光来了解，这些光可以提供有关其温度及其组成要素的信息。
恒星内部有一个核反应堆，需要一定数量的物质才能发挥作用。这种材料最初是氢，是所有元素中最轻的元素，会融合成氦。氢含量高的恒星年轻，而氢含量低的恒星则老。
通过使用分光镜技术分析恒星的光，可以知道恒星的氢含量，因为每种元素吸收特定波长的光而发射其他波长。
被吸收的波长在光谱中以暗线的形式反射，并具有特征性的排列。这表明该元素的含量很高，这样就可以知道恒星是否有很多氢并大致估计其年龄。
因此，银河系的年龄就是其最古老的恒星的年龄加上其前辈的年龄（如果有）。如果有的话，它们必须仅包含氢，氦和锂，这是最轻的元素。
银河系中最古老的恒星至少已有135亿年的历史，但它们内部含有一些无法自行融合的重元素。
这意味着它们一定是从前辈恒星（第一代恒星）获得的，这些恒星由于质量巨大而寿命很短，并且爆炸为超新星。
加上这些年龄，宇宙学家估计，在136亿年前，银河系就形成了。
银河系的部分
银河系的螺旋具有三个定义明确的区域，它们以不同的速度旋转（越靠近中心，旋转速度越快）：
- 磁盘，一个充满气体和尘埃的区域，其长度约为40,000 pc，厚度为2,000 pc：银河系中的大多数恒星都在此发现，几乎所有恒星都非常热并且最近形成了蓝色恒星。
- 灯泡是围绕圆盘上方和下方中心的球形加厚，半径为6000 pc。与磁盘不同，该区域的尘埃和气体稀少，拥有古老的恒星。
- 光晕，一个巨大的微弱球体，围绕银河系，其中心与圆盘的中心重合。这里的恒星聚集在球状星团中，就像球茎一样，这里的星际物质很少，所以恒星的数量也很古老。
图4.银河系的一部分太阳位于它的一只手臂中，除了绕银河系中心运动之外，还执行各种运动。PNG / PSG是银河北极和南极的方向。资料来源：维基共享资源。
螺旋结构
银河的形状像一条条状的螺旋形。天文学家仍然不知道为什么以这种方式安排星系物质。并非所有的螺旋星系都有条形，许多甚至不是螺旋形的，而是椭圆形的。
图5.从上方直接看到的银河系的螺旋结构。太阳是猎户座（Ori）手臂上的黄点。手臂的名称与星座相对应，并且是缩写。资料来源：维基共享资源。用户：Rursus / CC BY-SA（http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/）
一种理论认为物质的密度变化可以在空间中传播，就像抛石头时池塘中的涟漪一样。这就是所谓的密度波理论，但它并不是唯一被提出来解释螺旋臂存在的理论。
组件
卫星星系
银河系中有几个较小的星系，其中最著名的是麦哲伦星云。
图6.大麦哲伦星云。资料来源：维基共享资源。
最近发现了射手座矮星系，还有另外一个，科学家仍然无法就它本身是卫星星系还是银河系的一部分达成共识：犬科斯矮星系。
在我们的位置上，甚至在一个旋臂上可能还看不到其他银河系卫星星系。银河系的强大引力吸引了它们，并且在数百万年中，它们肯定会成为其中的一部分。
中央黑洞
多亏了红外望远镜，天文学家才能够追踪星系中心附近恒星的运动。
有一个强烈的X射线源，称为Sgr A（Saggitarius A），据信这是所有星系（包括我们的星系）都位于中心的超大质量黑洞。
Saggitarius A中的黑洞估计约为400万太阳质量。从中散发出星际物质的辉光产物，并不断地流进其中。有时会发出强烈的辉光，表明恒星已进入其内部。
星星
银河之所以辉煌，是因为它的恒星数量介于2亿至4亿之间。我们的太阳是一颗中等寿命的恒星，位于猎户座的怀抱中，距离繁华的银河系中心7900 pc。
有许多类型的恒星，根据其质量和温度进行分类。它们还根据轻元素，氢和氦或更重的元素（天文学家通常称为金属）的含量进行分类。
后者是年轻的恒星，称为I种群，而前者则年龄较大，被称为II种群。
在像银河系这样的星系中，都有两个种群的恒星。在旋臂和银河盘中，II族的生物占优势，而在光环和球壳中，I族的生物占优势。
行星
直到最近，唯一已知行星的恒星系统是太阳系。其中有两种行星。岩石像地球，巨人像木星。
从20世纪90年代开始，在其他恒星系统中发现了行星：太阳系外行星或系外行星。
到目前为止，已发现3000多个，并且数量还在不断增加。绝大多数是木星类型的行星，即天然气巨人，但也发现了一些岩石行星，例如地球。
星际物质
恒星之间的空间充满星际气体和尘埃。从地球上观察到银河系时，会看到线条和较暗的区域，那里有大量的气体和灰尘。它主要由轻元素组成：氢和氦，还有微量的重元素。
星际物质在银河系和宇宙中起着根本性的作用，因为它是恒星和行星系统的原材料。
参考文献
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