银河系是怎么形成的？

时间：2022-10-18 百科知识版权反馈

【摘要】：银河系物质约90%集中在恒星内。与银河系相对的称之为河外星系。一般认为，银河系中的恒星多为双星或聚星。而最新发现证明，银河系的主序星中2/3都是单星。银盘是银河系的主要组成部分。在银河系中可探测到的物质中，有九成都在银盘范围以内。银河系被直径约30千秒差距的银晕笼罩。银晕中最亮的成员是球状星团。银河系的质量为1.4×1011太阳质量,其中恒星约占90%，气体和尘埃组成的星际物质约占10%。

河汉扫描_银河系的特征和结构_宇宙中的岛屿星

3.河汉扫描——银河系的特征和结构

（1）具体特征

银河系是太阳系所在的恒星系统，包括1200亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的总质量是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7000光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。

银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和四个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。太阳距银心约2.3万光年，以250千米/秒的速度绕银心运转，运转的周期约为2.5亿年。

有旋臂的棒状星球

银河系物质约90%集中在恒星内。恒星的种类繁多。按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征，恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂上；最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。恒星常聚集成团。除了大量的双星外，银河系里已发现了1000多个星团。

银河系里还有气体和尘埃，其含量约占银河系总质量的10%。气体和尘埃的分布不均匀，有的聚集为星云，有的则散布在星际空间。

银河系核心部分，即银心或银核，是一个很特别的地方。它发出很强的射电、红外，X射线和γ射线辐射。据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。

银河系核心部分即银心或银核

银河系有4条旋臂，分别是人马臂、猎户臂、英仙臂、天鹅臂。太阳位于猎户臂内侧。旋臂主要由星际物质构成。银河系也有自转。太阳系以每秒250千米速度围绕银河中心旋转，旋转一周约2.2亿年。银河系有两个伴星系：大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。与银河系相对的称之为河外星系。

一般认为，银河系中的恒星多为双星或聚星。而最新发现证明，银河系的主序星中2/3都是单星。银河系螺旋手臂与之前所观测的结果大相径庭，原先银河系的四个主螺旋手臂，现只剩下两个主螺旋手臂，另外两个手臂处于未成形状态。

在像银河系这样的棒旋星系，主螺旋手臂包含着高密度恒星，能够诞生大量的新恒星，与星系中心的长恒星带清晰地连接在一起。与之比较，未成形螺旋手臂所具有的高气体密度不足以形成恒星。

（2）总体结构

银河系的总体结构是：银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘，叫做银盘。银盘中心隆起的近似于球形的部分叫核球。在核球区域恒星高度密集，其中心有一个很小的致密区，称银核。银盘外面是一个范围更大、近于球状分布的系统。其中物质密度比银盘中低得多，叫作银晕。银晕外面还有银冕，它的物质分布大致也呈球形。

银河的盘面估计直径为100000光年，太阳至银河中心的距离大约是26000光年，盘面在中心向外凸起。

银盘

银河的中心有巨大的质量和紧密的结构，就像许多典型的星系一样，环绕银河系中心的天体，在轨道上的速度并不由与中心的距离和银河质量的分布来决定。在离开了核心凸起或是在外围，恒星的典型速度是每秒钟210千米～240千米之间。因此这些恒星绕行银河的周期只与轨道的长度有关。这与太阳系不同，在太阳系，距离不同就有不同的轨道速度对应着。

银河的棒状结构长约27000光年，以44±10度的角度横亘在太阳与银河中心之间。它主要由红色的恒星组成，可能都是年老的恒星。

银河的盘面被一个球状的银晕包围，估计直径在25万至40万光年。由于盘面上的气体和尘埃会吸收部分波长的电磁波，所以银晕的组成结构还不清楚。盘面(特别是旋臂)是恒星诞生的活跃区域，但是银晕中没有这些活动，疏散星团也主要出现在盘面上。

银河中大部分的质量是暗物质，形成的暗银晕估计有6000亿至3兆个太阳质量，以银河为中心被聚集着。

①银盘

银河系的银盘是在旋涡星系中，由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。

银盘直径约25千秒差距，厚1千秒～2千秒差距，自中心向边缘逐渐变薄。太阳位于银盘内，离银心约8.5千秒差距，在银道面以北约8千秒差距处。银盘内有旋臂，这是气体、尘埃和年轻恒星集中的地方。银盘主要由星族Ⅰ天体组成，如G～K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴RR变星、长周期变星、半规则变星等。

环状星系

银盘是银河系的主要组成部分。在银河系中可探测到的物质中，有九成都在银盘范围以内。银盘外形如薄透镜，以轴对称形式分布于银心周围。其中心厚度约1万光年，不过这是微微凸起的核球的厚度，银盘本身的厚度只有2000光年，直径近10万光年，可见总体上说银盘非常薄。

银河系的结构

除了1000千秒差距范围内的银核绕银心作刚体转动外，银盘的其他部分都绕银心作较差转动，即离银心越远转得越慢。银盘中的物质主要以恒星形式存在，占银河系总质量不到10%的星际物质，绝大部分也散布在银盘内。星际物质中，除含有电离氢、分子氢及多种星际分子外，还有10%的星际尘埃。这些直径在1微米左右的固态微粒是造成星际消光的主要原因，它们大都集中在银道面附近。

②银心

银心是银河系的中心凸出部分，是一个很亮的球状，直径约为两万光年，厚一万光年。这个区域由高密度的恒星组成，主要是年龄大约在100亿年以上老年的红色恒星。在中心区域存在着一个巨大的黑洞，星系核的活动十分剧烈。

银心在人马座方向。太阳距银心约10千秒差距﹐位于银道面以北约8千秒差距。银心与太阳系之间充斥着大量的星际尘埃﹐所以在北半球用光学望远镜难以在可见光波段看到银心。

夏季星空中的银河

在距银心 300秒差距的天区内﹐有一个绕银心快速旋转的氢气盘﹐以每秒70千米～140千米的速度向外膨胀。盘内有平均直径为 30秒差距的氢分子云。

在距银心70千秒差距处﹐则有激烈扰动的电离氢区﹐也以高速向外扩张。银心区有一个大质量致密核﹐或许是一个黑洞。流入致密核心吸积盘的相对论性电子﹐在强磁场中加速﹐于是产生同步加速辐射。

③银晕

银晕是银河晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内，其直径约为9.8万光年。这里恒星的密度很低，分布着一些由老年恒星组成的球状星团。在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，称为银冕。银冕至少延伸到距银心100千秒差距或32万光年远。

综上所述，银河系是一个透镜形的系统，直径约为25千秒差距，厚约为1千秒～2千秒差距。它的主体是银盘，高光度星、银河星团和银河星云组成的旋涡结构叠加在银盘上面。银河系中心是一个大质量核球，长轴长4千秒～5千秒差距,厚4千秒差距。银河系被直径约30千秒差距的银晕笼罩。银晕中最亮的成员是球状星团。银河系的质量为1.4×10¹¹太阳质量,其中恒星约占90%，气体和尘埃组成的星际物质约占10%。

银河系整体做较差自转。太阳在银道面以北约8千秒差距处距银心约10千秒差距，以每秒250千米速度绕银心运转,2.5亿年转一周。太阳附近物质（恒星和星际物质）的总密度约为 8.8×10^-24克/立方厘米。银河系是一个Sb或Sc型旋涡星系，拥有一两千亿颗恒星，为本星系群中除仙女星系外最大的巨星系。它以 10¹⁰年的时间尺度演化，它的视绝对星等为-20.5等。