你在这里——箭头所指的是我们的太阳系。我们身处银河系中,并不能跳出银河系之外来拍摄这样一隔图。但科学家可以通过各种观察和推测来画出这张银河系的全景图.让我们身处银河之中也能识得银河的真面目。
太阳的轨道
你知道月亮绕着地球转,而地球又绕着太阳转。但是你知道太阳也在某个轨道里吗?太阳是数十亿颗绕着银河系中心旋转的恒星中的一颗。星系是恒星、气体、尘埃等物体通过引力结合在一起的庞大组合。银河系的一些恒星你不用望远镜就能看到,它们中的每一颗都正在星系中沿着自己的轨道运行。
太阳以82.8万千米每小时的惊人速度在轨道上运行。但银河系太大了,即便以这样的速度,太阳要绕完一整圈也需要2亿地球年。
我们太阳系中的行星的轨道相对简单。这是因为太阳的质量占整个太阳系总质量的99%以上,这意味着太阳系全部的引力几乎都来自太阳。但是,银河系的质量分布相对分散。至少有1000亿颗恒星在绕着银河系中心旋转,另外还有像星云,巨型分子云等质量相当于10万颗恒星的天体。而银河系的中心还有一个相当于200万~400万颗恒星质量的超大质量黑洞。因此,你必须考虑多个来源产生的引力。
但即便这个系统很复杂,我们的太阳还是拥有一个环绕银河系中心的近乎圆形的轨道。而且,和银河系中大多数恒星一样,太阳的旋转轨道就落在银河系薄饼状的圆盘上。
穿过银河系的旋臂
当太阳沿着轨道运行时,会穿过银河系的旋臂。这些旋臂标志着密度波(压缩区域)所在位置。密度波也会移动,但是移动的速度不如太阳这些恒星。当恒星连同恒星间的气体和尘埃“追上”密度波,会穿过它,最后再走出它的领地。
密度波并不会对恒星施加很大影响。它只会在恒星进入旋臂时,让它们的速度加快一点,然后在它们走出旋臂时,又让它们的速度降低一点。但是高密度会极大地压缩气体和尘埃,当气体和尘埃被挤压在一个非常小的空间内,就为恒星的形成创造了完美的条件。恒星会在致密的云中诞生,因此,星系的旋臂往往是恒星的摇篮。
璀璨的旋臂
旋臂中诞生的恒星大小各异——我们的太阳的大小处于平均值。不过,最大、最亮的恒星寿命也最短,往往只能闪耀约2000万~4000万年,与我们太阳100亿年的寿命相比,只是一瞬。即便这些又大又亮的恒星能达到太阳一样的轨道速度,也会在逃离出生的旋臂之前死亡。它们将整个生命都用在点亮旋臂内的致密的气体和尘埃云上。也正因此,这些又大又亮的恒星让星系的旋臂如此清晰可见。
不过,不管银河系的旋臂是如何被点亮的,我们仍然无法从地球上看到它们的形状。毕竟,我们位于银河系的深处,即便是最好的飞船也无法带我们到足够遥远的地方去看清银河系的全貌。那么,我们的科学家是如何掌握到这么多银河系的信息的?