不同波段下的银河系分别能看到什么，为何？
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发布时间：2022-04-22 00:55
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时间：2023-08-26 14:04
著者：黄姤
「银河 」是一种天体系统，它在星际空间中是一个“环带”，位于 「人马座」 附近，它自身并不是一个均匀的恒星分布，有些地方恒星分布得比较密集，亮度很高，有些地方恒星比较稀疏，亮度也比较暗淡，但是 「银河」 只是 「银河系」 的表现形式之一。在这个 「盘状星系」 结构里面既包括了恒星，也包括了星际物质，还包括我们所未知的暗物质，所以 「银河系」 其实是一个通过引力束缚的恒星、行星、致密天体、星际物质、暗物质等组成的系统。
研究 「银河系」 其实是非常困难的天文工作，因为我们的太阳系就在 「银盘」 里面，所以要从我们的角度去观察 「银河系」 的全貌是很难做到的，尽管这样目前通过各种空间观测还是得到了一些对 「银河系」 的直接认识，下面为大家展示一下，在几个不同波段看到的 「银河系 」图像：
在光学波段看银河里的恒星是能够被直接看到的，数量是非常少的，因为大部分恒星都淹埋在气体和尘埃背后，所以看到的就是银河系里面表面很小的一个区域，这就意味着在光学波段去研究银河系，是很难得到它的一些特点。
图解：光学波段的银河系图像
在射电波段光子受到的星际消光现象就会弱很多，所以星系基本上是透明的，所以可以看到星际气体在银河系里的总体分布。
图解：射电波段的银河系图像
在红外波段红外的光子同样受到的星际消光现象也不是那么严重的，所以可以比光学波段看得更加深入、更加清楚，产生这些红外辐射的主要是来自于银河系里面的小质量恒星，也是恒星世界里面的最主要成分，而在红外波段的图片里面，可以非常清楚地看到银河系的银盘结构以及在银河系最中心隆起的核球。
图解：红外波段的银河系图像
所以从不同的波段去研究银河系，把它们综合起来可以帮助我们建立对银河系的一个完整认识，但是从 历史 上来讲，人们对于银河系的认识是经历了一个非常曲折的过程。
第1个去研究 「银河系」 的是 〔意〕 天文学家 「伽利略」 ，他在发明了天文望远镜之后1610年，他第1次用望远镜去观测 「银河系」 ，他发现以前凭肉眼看到的那些迷雾状的结构，其实是由无数颗恒星组成的，只不过没法用肉眼去把它分辨开来，所以 「伽利略」 得到了 「银河系」 是由恒星构成的这个观点，但是 「银河系」 到底有多大、它是什么形状，这是 「伽利略」 无法回答的，因为他的望远镜还没法去深入的细致工作。
到了1785年， 〔德〕 天文学家 「赫歇尔」 通过系统地测量了在不同的天区、不同位置的恒星距离，得到第1幅关于「银河系」整体结构的图像。
这幅图像反映了银河系基本上是一个点盘状的结构，它的长度大概是00光年，厚度大概是1300光年。在这幅图像里面，太阳大约是处于 「银河系」 的中心位置，当然这幅图像是完全错误的，但是他第1次开启了人类去研究去测量银河系大小的工作，主要的原因是 「赫歇尔」 没有找到一个很好地准确测量恒星距离的办法，所以他只能够对于太阳附近的恒星来进行观测。但是在最新的 「银河系」 整体结构图像里面， 「赫歇尔」 测量出的只是在太阳附近很小的一个区域，随着望远镜的性能不断地提高，所以我们对银河的认识也在不断地扩展，并且也不再像 「赫歇尔」 那样凭用肉眼进行观测了，开始借助于照相的办法。
16~1921年 「卡普坦」 系统地测量银河系里的恒星距离，他估计银河系的直径大约是5万光年，并且太阳也大约在银河系的中心附近，厚度大约是1万光年，银河系是一个盘状的结构，这是 「卡普坦」 测量了几十万颗恒星得到的结果。
与此同时与 「卡普坦」 同时代的另外一个人也对银河系的大小和结构进行了研究，他就是 〔美〕 天文学家 「沙普利」，「沙普利」 发现在银河系里有一类特殊的 「球状星团」 ，他发现球状星团分布的特点是在银盘的两侧，并且它们似乎是一个球对称的分布，这个球对称分布的中心并不在太阳的位置， 「沙普利」 认为球状星团是银河系里的一个子系统，所以它的中心和银河系的中心是一致的，这个位置在 「人马座」 方向，所以 「沙普利」 就第1次就是定出了银河系的中心在 「人马座」， 「沙普利」 还通过对球状星团的距离测定，得到了银河系的直径是100 kpc，就是10万个秒差距，同时太阳到银心的距离有16 kpc。在 「沙普利」 的银河系图像里面，银河系是一个非常巨大的结构， 「沙普利」 所测量到的银河只是银河系里面的很小的一部分。
前面的这些研究工作从今天的观点来讲都是错误的， 「沙普利」 的研究结果显示银河系的大小达到了100 kpc，这样的尺寸几乎囊括了当时所知的所有天体，所以它就变成了整个宇宙，而我们今天知道除了银河系之外，还有其他很多 「河系星系」 ，之所以得到这些大小不等的银河系结构，是因为人们当时主要是在可见光波段来研究银河系的。在可见光波段星际介质，特别是星际尘埃的消光是非常严重的，所以我们了解了星际消光带来的影响之后，就尝试从其他的波段、利用其他的手段来研究银河系，尽管如此， 「沙普利」 的工作第1次把当时所知的宇宙中心从太阳系给移出来了，这是人类对宇宙认识的一大飞跃。
根据现代天文学的研究，银河系是一个盘状星系，包含了大约4000亿颗恒星，4条旋臂，所以银河系是一个旋涡星系，在银河系核心明亮的区域并不是一个球对称的结构，而是一个棒状的结构，所以严格意义上讲，银河系是一个棒旋星系。
银河系不仅仅是由恒星构成的，它还有更多的组成成分，恒星和可见物质的主体是在银盘上面，在银盘上面还有漩涡结构，银盘的直径大约是50 kpc，厚度只有300 kpc，所以从直径和厚度之比能看到银河系的盘是一个非常薄的结构，目前所知的大部分恒星都在这个银盘上面，但是也有一些是在银盘的上盘和下方，这些称为 「球状星团」 ，而它们本身是一个球形的结构，同时也大红球对称地分布在银河系中心的四周。太阳系处于银盘上面，距离银河系的中心大约8 kpc，在银盘的外面还有一个巨大的 「银晕」 ，银晕里包含了大量的 「暗物质」， 暗物质所占有的质量是银河系里最主要的成分。
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