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第一章2（第3页）

1989年，日本科学家在世界上首次记录了一颗银河系新星的诞生过程。他们借助微波干涉仪完成了系列摄影，根据这些相片可以观察到作为一颗新星形成过程的初始阶段怎样向银河中部的

+点集中。研究已确定，即将从中产生恒星的气体星云直径总计为一光年；气体围绕“云雾”中心旋转的速度，边缘为一秒钟一公里，靠近中心为一秒钟三公里。

（6）银河系存在巨大黑洞

天文学中“黑洞”是指演变到最后阶段的恒星，由中子星进一步收缩而形成的。黑洞有巨大的引力场，使它所发射的任务电磁波都无法向外传播，从而变成看不见的孤立天体。我们只能通过引力作用来确定它的存在，所以叫做“黑洞”，也叫“坍缩星”。

由于天河中心释放出x光和电波，所以科学界认为银河中心存在着黑洞。但是，多年来科学界一直未找到证明黑洞确实存在的证据。

在1997年8月对日于日本京都市举行的第23届国际天文学联系总会上，美国及德国的两个科研小组同时报告：在银河系中心的确存在巨大的黑洞，他们的研究已找到了这种证据。两个小组的研究均得出几乎相同的结果，足可使银河系中心存在巨大黑洞成为定论。

找到这种证据的是德国麦克斯普兰克研究所的研究小组，另一个是美国加利福尼亚大学的研究小组。

德国的研究小组在以，主的6年间，利用智利的3．5米口径望远镜，对处于天马星座银河系中心附近的星体活动进行了详细观测。发现在从银河中心到光行进一周时间的距离内的星体正以每秒约二千米的迅猛速度绕银河中心周围旋转。从这一速度计算得出，星体旋转轨道内侧的质量约为太阳质量的250万倍。将如此巨大的质量集中于如此狭小的范围内，除了黑洞没有其他可能。

加利福尼亚大学研究小组开始观测的时问比德国的研究小组晚。他们用口径10米的望远镜，通过两年的猛追细察，准确地掌握了银河系中心附近近百个星体的运动速度。以这些速度计算出的中心质量与德国研究小组的基本相同，大约也是太阳质量的250万倍。

德国和美国的科研小组在不同的地方、利用不同的器械分别进行观测得到了相同的结论，这可以证明黑洞确实存在。

（7）河外星系探谜

在广袤无垠，浩翰辽阔的宇宙海洋中，肉眼所见的天体，绝大多数是银河系的成员，那么，银河系就是通常所说的宇宙吗?远远不是!在宇宙中存在着数以亿计的星系。我们的银河系只是一个普通的星系，银河系以外的星系称为河外星系，简称星系，因此，银河系并不是宇宙，它只是宇宙海洋中的一个小岛，是无限宇宙中的很小的一部分。

据天文学家估计，在银河系以外约有上千亿个河外星系，每个星系都由数万乃至数千万颗恒星组成。河外星系有的是两个结成一对，多的则几百以至几千个星系聚成一团。现在观测到的星系团已有一万多个，最远的星系团距离银河系约70亿光年。

河外星系的外形和结构多种多样。1926年，哈勃按星系的形态，把星系分为椭圆星系、旋涡星系和不规则星系三大类。后来又细分为椭圆、透镜、旋涡、棒旋和不规则星系五个类型。各类星系中，距离银河系较近的星系有麦哲伦云星系和仙女座星系。

麦哲伦云星系，包括大麦哲伦云和小麦哲伦云两个星系，它们是银河系的两个伴星，也是寓银河系最近的星系，距离银河系为167和19万光年。它们在北纬20℃以南的地区升出地平面，是南大银河附近两个肉眼清晰可见的云雾状天体。大麦哲伦云星系在剑鱼座和山案座，张角约6°，相当于12个月球视直径；小麦哲伦云星系在杜鹃座，张角约2。，相当于4个月球视直径。两个星系在天球上相距约20．5万光年。

麦哲伦云星系是由阿拉伯人和葡萄牙人首先发现的。

1521年，葡萄牙著名航海家麦哲伦在环球航行时，第一次对它们作了精确描述，后来就以他的名字命名。1912年，美国天文学家勒维特发现小麦哲伦云的造父变星的周光关系，赫茨普龙和沙普利随即测定了小麦哲伦云的距离，成为最早确定的河外星系。两星云之间虽存在着微弱的联系，但它们自存一个系统。大麦哲伦云星系从前离我们可能更近一些，大约在五亿年前，它也许恰好挨着我们的银河系，距离银心只有6．5万光年。

大麦哲伦云星系属棒旋星系或不规则星系，质量为银河星系的1／20。小麦哲伦云星系属不规则星系或不规则棒旋星系，质量只及银河系的1／100。麦哲伦云星系中的气体含量丰富，中性氢质量分别占它们总质量的9％和32％，都比银河系大得多。但它们的星际尘埃含量却比银河系少，而年轻的星族的天体则很多，有大量的高光度O—B型星；此外，还观测到新星、超新星遗迹，X射线双星等天体。射电资料表明，大小麦哲伦云星系有一个共同的氢云包层；两云之间的中性氢纤维状结构，一直伸展到南银极天区，横跨半个天球，称为麦哲伦气流。它们和银河系有物理联系，三者构成一个三重星系。

由于麦哲伦云星系距离我们太遥远，对它们的范围现在还没有一个精确的数字。估计大麦哲伦云星系的直径可能达到4万光年，接近银河系的一半。麦哲伦云星系的恒星分布密度比银河系低得多。大麦哲伦云星系的恒星总数可能不超过50～100亿个：小麦哲伦云星系则只有10～20亿个。两星系的恒星数量加在一起，只及银河系的1／10。因此，有人把它们说成是银河系~9N4-卫星。

仙女座星系，又称仙女座大星云。它用肉眼可以看见，亮度为4度，看上去像是一颗暗弱、模糊的星系。

仙女座星系是位于仙女星座的巨型旋涡星系，天球坐标是赤经O“40{mO}，赤纬+40°00′（1950．0）。视星等Mv为3．5等，肉眼看去状如暗弱的

椭圆小光斑。在照片上呈现为倾角77°的sb型星系，大小是160′x40′，从亮核伸展出两条细而紧的旋臂，范围可达乃245′×75′。1786年确认为银河系之外的恒星系统。现在测定它的距离为220万光年（670千秒差距）。直径是16万光年（50秒差距），为银河系的一倍，是本星系群中最大的一个。近年来发现，仙女座星系成员的重元素含量从外围向中心逐渐增加。1914年探知它有自转运动。据目前估计，仙女星系的质量不小于3．1×10对太阳质量，是本星系群中质量最大的一个。

仙女星系中心有一个类星核心，绝对星等队Mv=11，直径只有25光年（8秒差距），质量相当于10′个太阳，即一立方秒差距内聚集1500个恒星。类星核心的红外辐射很强，约等于银河系整个核心区的辐射。但那里的射电却只有银河射电的1／20。仙女星系有两个矮伴星系——Ncc221（M{32}）和NGC205，按形态分类分别为E2和E5。P在本星系群中，仙女星系还和其他星系构成所谓仙女星系次群。

旋涡星系又叫旋涡星云，是旋涡形状的河外星系。旋涡星系的中心区为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘。从隆起的核心球两端延伸出若干条螺线状旋臂，迭回在星系盘上。旋涡星系可以分正常旋涡星系和棒旋星系两种。按哈勃分类，正常旋涡星系又分’为a、b、c三种次型；S型中心区大，稀疏地分布着紧卷旋臂S型中心区较小，旋臂较大并较伸展；S型中心区为小亮核，旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星和超巨星、电离氢区外，同时还有大量的尘埃和气体分布在星盘上，从侧面看去，在主平面上呈现为一条窄的尘埃带，有明显的消光现象。旋涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕，叫做星系晕。其中主要的星族Ⅱ天体，其典型代表是球状星团。一个中等质量的旋涡星系往往有100—300个球星团，不均匀地散布在星系盘周围空问。再往外，可能还有更稀疏的气体球，称为星系冕。旋涡星系向质量（M）为109-10{11}个太阳质量，对应的光度是绝对星等-1—-20等。

河外星系除上述几种星系外，还发现有大量各种类型的星系。天文学家估计，在最先进的仪器所观测到的这一部分宇宙里，星系的总数可能高达一千亿个之多。不久以前，美国天文学家宣布发现了迄今为止最大的发光结构——一道由星系组成的长至少有5亿光年、宽约2亿光年、厚约1500光年、距地球2—3亿光年的“宇宙长城”。这座巨大的“宇宙长城”实际是一个巨大的河外星系。

随着太空时代的到来，人们对太空星系越来越感兴趣。如今世界各地已有数百种天文杂志和数干个大大小小的天文学会社团，仅西欧就有数十万业余天文爱好者。世界各国为使自己在开发利用宇宙空间的宏伟事业中处于有利地位，更是加紧探索宇宙中的奥秘。

宇宙有中心点吗

太阳是太阳系的中心，太阳系中所有的行星都绕着大阳旋转。银河也有中心，它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转。那么宇宙有中心吗?一个让所有的星系包围在中间的中心点?

看起来应该存在这样的中心，但是实际上它并不存在。因为宇宙的膨胀一般不发生在三维空间内，而是发生在四维空间内的，它不仅包括普通三维空间（长度、宽度和高度），还包括第四维空间——时问。描述四维空间的膨胀是非常困难的，但是我们也许可以通过推断气球的膨胀来解释它。

我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球，而星系是气球表面上的点，我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面，只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动。在某种意义上可以说我们把自己描述为一个二维空间的人。

如果宇宙不断膨胀，也就是说气球的表面不断地向外膨胀，则表面上的每个点彼此离得越来越远。其中，某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行，而且离得越远的点退行速度越快。

现在，假设我们要寻找气球表面上的点开始退行的地方，那么我们就会发现它已经不在气球表面上的二维空间内了。气球的膨胀实际上是从内部的中心开始的，是在三维空间内的，而我们是在二维空间上，所以我们不可能探测到三维空间内的事物。

同样的，宇宙的膨胀不是在三维空间内开始的，而我们只能在宇宙的三维空间内运动。宇宙开始膨胀的地方是在过去的某个时间，即亿万年以前，虽然我们可以看到，可以获得有关的信息，而我们却无法回到那个时候。

天空布满“洞”

这里所说的“洞”，其实是给人类带来灾难的臭氧空洞和黑洞。由于它们的神秘莫测，至今被科学家们密切观测和探寻。

美国宇航局获得的数据表明，2000年9月上句，南极上空的臭氧层空洞面积已达2830万平方公里，相当于美国领土面积的3佰。这是迄今观测到的最大的臭氧空洞。