这可能是银河系的真实样貌！2023年，天文学家提出银河系新形态

下一个秋天1

银河系模拟图

直径大约10万光年，中心有一个形似棒的棒结构，且拥有四条主旋臂，这就是我们对银河系结构的普遍看法，一个旋转的棒旋星系。
然而2023年4月，天文学家对银河系的形状又有了新的看法：
它可能并不是我们认为的那样，它的主旋臂只有两条，其它的旋臂没有连接核心，都是这两条旋臂的零散分支，看着有些凌乱，就像下面这个星系。

UGC_12158星系

大家好，我是腾宝，这期我们来谈谈，银河系结构的有关研究。
通过这期的介绍，大家对于天文学家是如何一步步揭开银河系神秘的面纱，则会有个大概的了解。
大家可能都曾想过，我们人类没有离开过太阳系，更没有飞出过银河系，那么我们是如何知道，银河系的形状和结构的？
答案是，通过不断地观测、比对以及模拟。
最初的观测

人们最初观测银河系是基于夜空中那条长长的银河。

银河

古时在没有望远镜的情况下，人们肉眼可以看到一条贯穿于夜空的光带，因为那时没有光污染，所以很清晰，它看着就像一条银色的河流。
所以古人认为，这是天上的一条大河，称为天河。
许多美丽的神话故事，也因此而诞生。
但随着望远镜的出现，人们逐渐认识，这条光带并不是什么天河，它其实是由无数颗恒星组成。
这在17世纪被伽利略首次观测到。

伽利略

1610年的时候，伽利略利用望远镜观察银河，他发现那条光带有许多微小而密集的恒星。
所以认为银河是由许多恒星组成的一个庞大的天文系统，而太阳和地球应该也位于这个系统之中。
这个时候人们对星系还没有什么概念，只是觉得这个系统很庞大，它应该就是宇宙的全部，所以我们看到的所有都位于其中。
直到18世纪。
岛屿宇宙

在18世纪随着望远镜的进步，大多数天文学家都发现，夜空中除了恒星的点光源外，还存在着许多微弱模糊的斑点。
这些斑点是什么，当时没有人知道，但普遍的观点都是---它们是星云。
对于这样的观点，1750年一个名叫托马斯莱特的天文学家，提出了大胆的猜想：
那些星云，可能并不是星云，它们可能也是由无数颗恒星组成的其它系统，位于我们所在的系统之外。

托马斯莱特

1755年，伊曼纽尔·康德依据这个观点提出了岛宇宙的概念，他认为：
宇宙就像一片汪洋大海，而像银河和其他那些庞大的天文系统，则像一座座小岛那样，遍布于各个角落。

这样的观点，打破了我们对宇宙空间的看法，也让人们对星系有了最初的概念-岛宇宙。
不过岛宇宙的概念，直到1924年才被真正的接受，因为在那一年，埃德温哈勃观测了仙女座星系，证实它是位于银河系之外的另一个星系。

1902年拍摄的仙女座星系

那么随着岛宇宙概念的提出，人们探索银河系也迈入了新的篇章。
绘制银河系

托马斯莱特在康德提出岛宇宙之前曾做过猜想，他猜测，我们所在的这个庞大的恒星系统，应该像太阳系一样，是扁平状，因为我们位于内部看到了一条贯穿的光带，那就是形状的象征。

银道面

1785年，英国天文学家威廉·赫歇尔首次尝试绘制银河系的图案，他通过测量不同方向上恒星的数量和亮度，来确定银河系的形状和大小。
于是得到了下面这个模型：一个扁平的结构，太阳则位于其中心附近。

赫歇尔绘制的银河系

赫歇尔当时对银河系的理解，存在着很多的问题和误差。首先，他没有考虑到星际尘埃对光线的遮挡和衰减，导致他低估了远处恒星的数量和亮度。其次，他没有发现银河系中存在一个厚厚的中心盘。最后，他也没有意识到太阳并不在银河系中心，而是偏离了很远。
那么到了19世纪末20世纪初时，随着观测技术和理论科学的发展，人们对银河系有了更深入的认识。
像银河系的旋转、太阳系的位置及旋臂，也是在这个时间段发现。
1904年的时候，荷兰天文学家雅各布斯·卡普坦在观测恒星的自行时发现，恒星的自行并不是随机分布，大体上是在两个方向运动，这最终导致了奥尔特确认了银河系的旋转。

卡普坦

卡普坦在观测恒星的位置时也还发现，恒星的排列会呈现一些弧形的结构，这些就是我们后来所说的旋臂。
而美国天文学家沙普利利用球状星团的分布和造父变星的周期光度关系，确定了银河系的中心和太阳的相对位置，发现太阳距离银心有2.6万光年的距离。

太阳位置示意

那么随着观测技术的进步，也使得其它星系的样貌越来越清晰，所以这时候，天文学家对银河系的探索也不再只是依据数据推测，他们还可以依据数据和其它星系进行比对，就像照镜子那样，来看银河系到底接近哪个。

在1926年的时候，天文学家哈勃在观测了大量星系之后，提出了著名的哈勃星系序列。
在这个序列中有三种不同类型的星系：椭圆星系、透镜星系、以及螺旋星系，而螺旋星系根据中心结构的不同，又可分为普通螺旋星系和棒旋星系。

哈勃星系序列，最下为棒旋星系（SB）

很明显，依据数据的比对，银河系是属于棒旋星系（中心有帮结构）。
银河系的大体样貌就这样一步步出现了，那么之后就是一些细节问题，像旋臂的数量、大小以及弯曲程度。
20世纪中后期，大约1976年的时候，天文学家乔治林等人，根据一种观测氢气体的方法，发现银河系具有四条主要的旋臂，它们分别从银河系的核心展出，一直延伸到外部，之后的观测也一直是基于这个模型而修改。

银河系四条主旋臂示意

所以我们对银河系的理解也一直是这样：棒旋星系，拥有四条主旋臂。
然而就像我们前面所说，和银河系之外的星系进行比对，也是探索银河系结构的重要途径。
新的发现

随着样本星系的不断增多，天文学家逐渐发现，螺旋星系的旋臂基本上有三种不同的形态，分别是：宏象螺旋星系、多旋臂螺旋星系和絮状螺旋星系。

宏象螺旋星系

多旋臂螺旋星系

絮状螺旋星系

絮状螺旋星系具有零散、不规则的片段臂。
而宏象螺旋星系和多旋臂星系最明显的特征是，它们具有两条长长的主旋臂，在这些样本星系中，大约82％的螺旋星系都是如此，而拥有四条主旋臂的螺旋星系则非常罕见的，大约只有2％左右。

旋臂特征

样本数量比例

所以若银河系具有4条主要旋臂的话，那么它则非常的稀有。
银河系的形态稀有吗？天文学家提出了疑问。
2023年，来自我国紫金山天文台的徐烨教授领导的团队，根据一种脉泽观测，最后得出结论，银河系更像多旋臂螺旋星系，也就是拥有两条主旋臂。

银河系两条主旋臂示意

这两条主旋臂分别连接着棒结构的两端。
这两条旋臂分别英仙臂和矩尺臂，其它的旋臂则是零散的分支，并没有连接核心。
这就是我们对银河系最新的理解，
还有之前通过盖亚卫星的探测我们也是了解，银河系的盘面并不是笔直结构，它是弯曲的，就像薯片一样。

银河系弯曲盘面示意

所以啊，虽然我们无法看到银河系的全貌，但长久的观测也让我们慢慢的逼近真相。
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1902年拍摄到仙女星系，那时我们还在考八股呢，还在喳呢！[吐]

mzbua44

小时候可以看见满天星斗，现在，几乎没有

拓牛李强

给仙女座的人发个微信，让他们拍一张银河系的照片发过来[捂脸]

邓尔岚

不识庐山真面目，只缘身在此山中