（关于宇宙的小理解之二）银河系图景之简单描述

jj13904198394

银河（The Milky Way），这个称呼听上去十分舒心、怡静——这仅指在地球上观测到的银河系（更准确说，仅是银河系的一条旋臂），然而在事实上它却是一个十足的怪兽。
在古埃及，当地人们认为银河是通往未来之路；在英文里，银河也叫Milkway，意思为奶路；希腊把银河叫做Galacos，意为牛奶。希腊神话中，宙斯让自己的私生子赫拉克勒斯去偷喝赫拉的奶水，结果惊醒了赫拉，奶水洒了出来，形成了银河，因而得名（赫拉克勒斯因为喝了赫拉的奶水，变成了希腊神话中最了不起的超级英雄）。
曾经的我们以为自己是宇宙的中心，后来我们认为太阳是宇宙中心，到现在我们又意识到就连太阳系也只不过是银河系里一个不知名的角落，更何况上个世纪平行宇宙概念的提出（一种理论上成立，认为事实上虚空中存在无数个宇宙的假说，我们的宇宙只是无数个平行宇宙中的一个）。
平时我们在地球上所见的银河是这样的：




的确很美丽，但这并不是银河系的全景，我们所能见到的仅仅为构成银河系的四条主要旋臂中的一条。我们并不能看到银河系的完整形状，尽管其中心内部十分明亮（想象一下，如果我们生活的地球在银河系的内部，我们的夜晚将被无数个密集的恒星照得如同白昼），但由于银河系内部存在太多的灰尘，严重阻碍了光线的传播，加之我们处于银河系的郊区（距银河系中心约2.6万光年），使得我们能观测到的银河看上去如此平静祥和。



图为银河系中心黑洞吞噬星体后留下的红色印记。在银河系内部，有的双星系统在银河系中心超大质量黑洞的影响下，其中一个恒星会在另一个落入黑洞前被加速到极致，并从黑洞边缘弹射式地“跑出来”飞向银河系外部，也是因为这个黑洞，使得许多星体引力受影响，运动变得不规则，星体之间会不断碰撞。

但也正是因为我们处于一条旋臂的尽头处——银河系郊区里一条安静街道的尽头，这也使得我们能方便的观察其他星系，借此来了解我们的星系。通过天文学家们的不断观测，目前我们已经将宇宙中能观测到的星系主要分为四类（最最最最最基础的分法），下面来说明一下：
1、椭圆星系


椭圆星系的传统形象是最初的爆发之后，恒星形成（关于星系里恒星形成的过程会单独来介绍）过程已经结束的星系，只留下衰老中的恒星仍在闪烁著光辉，但偶尔仍会有少量的恒星形成。较大的椭圆星系，都有以老年恒星为主的球状星团，故被称为“老人国”的星系。在椭圆星系里最出名的便是半人马座，大名鼎鼎的三星系统，《三体》的原型。在游戏文明五中，有一个胜利的标准便是朝着半人马座α星发射宇宙飞船，总之这个星座在文学和游戏中都很出名，天文价值就更加不言而喻了。
2、不规则星系


不规则星系是指外形不规则，没有明显的核和旋臂，没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系，有的甚至出现双星或四星结构。比较出名的有麦哲伦星云。
3、螺旋星系


螺旋星系是由大量气体、尘埃和又热又亮的恒星所形成，有旋臂结构的扁平状星系。我们银河系就属于螺旋星系，但更细致一些属于棒旋星系（详解见下文）
4、透镜星系



纺锤星系，是棒状的透镜星系，其中棒状为透镜星系的一个子类型

透镜星系是椭圆星系向旋涡星系或者椭圆星系向棒旋星系的过渡时的一种过度型星系，其与螺旋星系最大区别在于其没有旋臂。另外，在星系中不能归入椭圆、透镜、螺旋型的星系，一律被称做“不规则星系”。
综合了解各种星系，下面开始放大招。我们的银河系大概就是长这个样子的：


从螺旋星系这一大类更加深入地分类，我们可以注意到银河系的中心是有一个棒子状物体的（不是歧视韩国人，也不是说这个就是你们家的→_→），根据哈勃的星系分类方法，我们又可以把这种螺旋星系分为棒旋星系。别小看这个棒子，整个银河系的四条主要旋臂就是由棒子带动，围绕着棒子转的。这个棒子的具体数据是：长约2.7万光年，其内至少包含3000万颗恒星（比太阳大得多的那种）。
看到这里你可能会想，那么我们地球在银河系什么具体位置呢？喏，见下图


以及旋臂的结构解析图



四条主要旋臂从内到外分别为：矩尺旋臂、人马座旋臂、猎户座旋臂、英仙座旋臂。不过进来天文学家们又命名了三千秒差距旋臂、外缘旋臂等，这个主要旋臂的说法可能比较旧。

我们生活的太阳系在猎户座旋臂内，位于人马座旋臂和英仙座旋臂之间，但更靠近英仙座旋臂。由于公转和围绕银河系中心转动的原因，我们的太阳系事实上在这几个旋臂内都待过。。。
视角又回到银河系中心的棒状星团上，在这里天文学家们观测到了一个巨大隆起（事实上从侧面，就好像硬币的侧面观察硬币一样，银河系是很“薄”的，所以中心的隆起就很突出）。经过天文学家们的严密论证，他们认为这里有一个超大质量的黑洞（基本所有的星系内部都是一个巨大的黑洞，不是有句话说：黑洞点亮宇宙嘛），具体一下概念，就是这个黑洞的大小大约能放入地日距离里面，但是其质量却是太阳的400万倍，对我们来说是挺恐怖的。但天文学家又发话了，“其实超大质量是我们以自己星系里的星体重量来比较的，在其他一些小星系，它们的中心黑洞质量约是我们银河系的10亿倍”。关于这个黑洞的位置，天文学家们也找了一个八九不离十——在一个名为人马座A星的星体或者其附近（注意与人马座A区分，A星学名上是在人马座A最后多了一个*号的）。



准心位置大概就是这个超大质量黑洞所在地，其引力明显影响了周围的星体

关于银河系图景现在了解这么多也就足够了，至于球状星团、星系系统内恒星更新换代以及如何避开银河系厚厚的尘埃观察到内部的问题以后会慢慢道来。
最后再提一下银河系周围其他星系的状况。
据天文学家的观测，目前银河系正在与周围几个小星系发生碰撞，其中最有名的有仙女座星系，这也是一个螺旋星系，和这些螺旋星系碰撞后，几个星系可能合并成一个椭圆星系（此前普遍认为椭圆星系是由螺旋星系塌陷而形成的）。



星系碰撞模拟图

本篇文章联系上一篇《以地球视角构筑基础宇宙观》，意在深入理解地球于宇宙中所居之位置，可联系阅读。
Steven Jiang