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第二章（第2页）

天文学家告诉我们，银河系从侧面看去，像一个运动员用的“铁饼”，或者说像一个硕大无朋的凸透镜；而从上向下俯视，则好比是一只美丽的海星。可是聪明的读者不免犯疑：我们始终是位于银河系之内，至少，在可见的将来也绝无走出银河系的可能。科学家怎么能知道它的整体形状呢?不是说“不识庐山真面目，只缘身在此山中”吗?其实，这是天文学家在大量观测了其他许多星系后才得到的结论。正如我们虽然在大楼的房屋内，但见到了邻近的同规格的楼房，不也就知道了自己大楼的外形了吗。

迢迢牵牛星，皎皎河汉女。银河，中国古人又称河汉、天河。美丽闪亮的银河总是引起人们的遐思与困惑，早在17世纪，意大利科学家伽利略就观测到白茫茫的银河是一个恒星密集的区域，接着英国学者赖特提出银河系形状似磨石或透镜的设想。

18世纪，英国天文学家赫歇尔在赖特猜想的基础上通过观测验证提出：银河像一个巨大的飞碟。他们估计，银河系中有3亿颗恒星，其直径为8000光年，厚1500光年。今天的科学研究表明：银河系的外形像一个中间厚、边缘薄的扁平盘状体。银盘是银河系的主体，其直径约8万光年，中央厚约1万光年，边缘厚约3000～6000光年。银盘外是由稀疏的恒星和星际物质组成的一个球状体，包围着银盘，这个球状体称为银晕，银晕的直径约10万光年。

银河系核心之谜

古希腊人认为，人类居住的地球是宇宙中心。16世纪，哥白尼把地球降为一颗普通行星，把太阳作为宇宙中心天体。18世纪，赫歇尔认为，太阳是银河系中心。20世纪，沙普利把太阳“流放”到银河系的旋臂上，离银河系中心有几万光年之遥。16世纪，哥白尼提出地球是一颗普通行星，太阳是宇宙的中心天体。18世纪，赫歇尔认为太阳只是银河系的中心。20世纪，英国学者沙普利的新发现表明，太阳并不在银河系的中心。据20世纪80年代的观测数据：银河系的总质量相当于2000亿个太阳的质量，太阳系位于银河系的一只旋臂上，距离银河系的中心大约25000光年。

在太阳离开“银心”之后，谁坐镇“银心”便成为天文学家关注的大问题。而且“银心”离我们的距离并不算远，理应把它的“主人”搞清楚。然而，对“银心”的观测并不容易，原因是“银心”到处充满了尘埃。这层厚厚的“面纱”，让人难以窥视其中的奥秘。

随着观测手段的不断改进，人们对“银心”的了解也在不断增加。这主要是靠接收尘埃无法遮挡的红外线和射电波。美国贝尔实验室的工程师央斯基是最先接收到“银心”射电波的。

由于“银心”核球的红外线和射电波信号很强，人们推测它可能是质量极大的矮星群。1971年，英国天文学家认为，核球中心部有一个大质量的致密核，或许还是一个黑洞，其质量约为太阳质量的100万倍。如果真是一个黑洞，“银心”应有一个强大的射电源。

20世纪80年代，美国天文学家探测到以每秒200千米的速度围绕“银心”运动的气体流，它离“银心”越远，速度越慢。他们估计这是“银心”黑洞影响的结果。另一些美国天文学家也宣布探测到“银心”的射电源，这一结果说明“银心”可能是一个黑洞。

原苏联的一些天文学家则认为，证明“银心”是黑洞的证据不足。他们认为，“银心”可能是恒星的诞生地，因为其中心有大量的分子云，总质量为太阳质量的10万倍，温度为200～300K。

天文学家很关心“银心”是否为一黑洞，为此，美国天文学家海尔斯提出了一个判断，即一对质量与太阳相当的双星从黑洞旁掠过时，其中一颗被黑洞吸进后，另一颗则以极高速度被抛射出去。经过计算，这样的机会并不大。海尔斯的判据虽不能最终解决问题，但不失为一条新思路。然而，要最终搞清楚“银心”的构成，仍有许多工作要做。

那么，位于银河系中心的是什么星系呢?目前，由于观测条件的限制，人们还难以窥视银河系核心的奥秘。

奇异的银河系旋臂

银河系是漩涡结构，属于漩涡星系。在漩涡星系内，由年轻亮星、亮星云和其他天体构成的从里向外旋转的“带子”，叫作旋臂。银河系有4条旋臂，它们从银盘往外延伸，大体与银心对称。离银心最近的一条约在13000光年处，人们习惯上称它为“．3000秒差距臂”。另外3条位于太阳附近，即人马座旋臂、猎户座旋臂和英仙座旋臂。太阳就在猎户座旋臂的里侧。

漩涡结构

通常的观点认为，银河系的漩涡结构是由于银河系自转的缘故。这种看法以荷兰天文学家奥尔特为代表。他在20世纪20年代就提出：像行星围绕太阳旋转一样，恒星也围绕银河系中心旋转，而且距离中心越近的恒星运动得越快，较远的则运动相对较慢。他还计算出太阳绕银河系中心公转的速度为每秒220千米。如果围绕银河系中心公转一周，需要2亿多年。

奇妙的星系

天文学家估计：在用最先进的仪器所观测到的宇宙里，星系总数可能达到1000亿个之多。今天对星系的划分沿用1926年哈勃的方法。他根据星系的形状等特征，把星系分为三=大类：椭圆星系、漩涡星系和不规则星系。漩涡星系又可分为正常漩涡星系和棒漩星系。除此之外，也还有其他分类。对星系分类，是研究星系物理特征和演化规律的重要依据。美国天文学家发现了迄今为止最大的发光结构——一道由星系组成的长为5亿光年，厚约1500光年，离地球2亿～3亿光年的“宇宙长城”。它是一个巨大的河外星系。

恒星产生之谜

1955年，前苏联著名天文学家阿姆巴楚米扬提出“超密说”。他认为，恒星是由一种神秘的“星前物质”爆炸而形成的。具体地讲，这种星前物质体积非常小，密度非常大，但它的性质人们还不清楚。不过，多数科学家都不接受这种观点。

与“超密说”不同的是“弥漫说”，其主旨是认为恒星由低密度的星际物质构成。它的渊源可以追溯到18世纪康德和拉普拉斯提出的“星云假说”。

星际物质是一些非常稀薄的气体和细小的尘埃物质，他们在宇宙中各处构成了庞大的像云一样的集团。这些物质密度很小，每立方千米只有10{-8}～10{-4}克，主要成分是氢（90％）和氦（10％），它们的温度为-200℃～-100℃。

从观测来看，星云分为两种：被附近恒星照亮的星云和暗星云。它们的形状有网状、面包圈状等。最有名的是猎户座的“暗湾”，其形状像一匹披散着鬃毛的黑马的马头，因此也叫“马头星云”，而美国科普作家阿西莫夫说它更像迪斯尼动画片中的“大灰狼”的头部和肩部。

星云是构成恒星的物质，但真正构成恒星的物质量非常大，构成太阳这样的恒星需要一个方圆900亿千米的星云团。

科学家正使用CcD（电荷耦合器件）成像技术探索宇宙的奥秘。

在无数星星中，除了少数行星外，都是自己会发光、且位置相对稳定的恒星。它们像长明的天灯，万世不熄。太阳是距我们最近的一颗恒星。其他恒星离我们都非常遥远，最近的比邻星也在4光年以外。如果把它们拉到太阳的位置上，那么我们就能看到无数个太阳了。

古人以为恒星的位置是不变动的。其实，恒星不但自传，而且都以不同的速度在宇宙中飞奔，速度比宇宙飞船还快，只是因为距离太遥远，人们不易察觉而已。

恒星都是十分庞大的天体。例如，太阳的直径约为140万千米，相当于地球的109倍，体积比地球大130万倍。在辽阔的宇宙海洋里，太阳只是一名很普通的成员。恒星世界中的巨人——红超巨星的直径要比太阳大几十倍或几百倍!

恒星发光的强度各不相同，即使是发光强度大体相同的恒星，由于与我们的距离有远有近，亮度也不同。人们根据恒星的视觉亮度，把它们分为六个等线，这就是天文肉眼能看到的最暗的星为六等星。自望远镜发明后，人们已能看到许多比六等星更暗的星星。还有一种“星等”称为绝对星等。绝对星等的大小，反映的是恒星本身的光度或总发光量，这与目视星等的意义不同。

从星云聚为恒星分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年，后者历经数千万年。星云快收缩后半径仅为原来的百分之一，平均密度提高1亿亿倍，最后形成一个“星胚”。这是一个又浓又黑的云团，中心为一密集核。此后进入慢收缩，也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高，高到一定的程度就要闪烁身形，以示其存在，并步入幼年阶段。但这时发光尚不稳定，仍被弥漫的星云物质所包围着，并向外界抛射物质。

随着射电技术的不断进步，人们对恒星起源问题有了更深刻的认识，但就研究本身来说还有许多细节不清楚，特别是快收缩阶段，对其物理机制的认识还不全面，还需要进行更全面的观测和更深入的研究。

构成恒星的物质

星云是构成恒星的物质，构成太阳这样的一颗恒星需要一个直径约9004．乙千米的星云团。从星云聚为恒星的过程可分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年，后者历经数千万年。星云经过快收缩后半径仅为原来的百分之一，平均密度提高了1亿亿倍，最后形成一个“星胚”。此后它进入慢收缩阶段，也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高，温度升高到一定程度就要闪烁发光，以显示其存在，并步人恒星的幼年阶段。但这时的恒星尚不稳定，仍被弥漫的星云物质所包围着，并向外界抛射物质。

恒星演化之谜

人类对恒星演化过程的了解，要比对恒星起源的认识更为全面和深入。

恒星也和其他生物一样经历诞生，盛年衰老和死亡四个过程。经过幼年的成长阶段恒星才真正成为一颗天体。此后，年轻的恒星继续收缩，温度继续升高。当温度升到1000万摄氏度以上时，星系核心的氢元素开始进行聚变反应，并释放能量。这样一来，恒星就变得比较稳定，并进入”青壮年期”。恒星年老时会变成一颗红巨星。此时，它的中心温度达到几亿度，发光强度也升高了，体积变得十分庞大。太阳老了也会变成红巨星，那时它将膨胀得非常大，以至于会把地球吞掉——如果那时人类还存在的话，就该“搬家”了，搬到离太阳远一些的行星上去生活。

恒星“脸谱”之谜