天文学导论（孙艳春）12.pdfVIP

第十二章 银 河 系 w 星系：在空间上分离、而由引力束缚在一起的恒星和星际物质的集合体 w 银河系： 银河系的整体结构 银河系是一个具有旋涡结构的盘状星系。 不同辐射波段的银河系 光学波段的银河系 射电波段的银河系 红外波段的银河系 X 射线波段的银河系 γ射线波段的银河系 与银河系相似的星系： 不同波段的旋涡星系M81 光学 中红外 远红外 X射线 紫外 射电 太阳在银河系的位置： 银道面以北约8pc，与银心相距约8.5kpc，猎户臂的内边缘 冬天和夏天的星空不一样 测量银河系： w对银河系的认识随时间而变化 w恒星计数： 十八世纪后期 • 恒星的距离，星际介质 • 英 天文学家William Herschel，恒星计数 • 银河系是一个接近平坦的盘，太阳几乎在中心 20世纪早期 • 盘的直径约为10kpc，厚度约为2kpc 现在 • 银河系的大小为几十kpc，太阳远离银心 为什么早期的图象会有如此大的偏差：1930s发现的星际介质的存在，削弱恒星的光度，导致距离估计 的错误，限止可观测的范围。 旋涡星云和球状星团 距离的测定 利用变星：天琴座RR型变星和造父变星 不同距离尺度的量天尺 银河系的大小和形状 Shapley 的结论： 球状星团分布在一个近似球形的巨大的系统内，这个系统的直径约30kpc 系统的中心在人马座方向 太阳与银心的距离大约为8kpc 大尺度结构 恒星的空间分布 w 恒星星族 星族I 星族II 位置 银盘 银晕 年龄 年轻 年老 化学丰度 富 贫 星团 疏散星团 球状星团 轨道 近圆形 扁长 轨道运动 银河系的形成 银盘、银晕和核球的总体特点 银盘 银晕 核球 高度平坦 接近球形 橄榄球形 年老和年轻的恒星 只有年老的恒星 年轻和年老恒星 仍然有恒星形成 动 在过去的100 亿年内已无恒星内部区域仍有恒星形成 形成 恒星和气体的近圆轨道运动 三维尺度上的随机运动 大部分为随机运动，但还有绕 银心的净运动 旋涡结构 无明显的子结构 接近中心的气体－尘埃环 (a) 银河系可能是几个较小的系统并和而成。 (b)天文学家认为，银河系早期形状不规则形，其间充满了气体 。这个阶段的恒星形成时，并没有特定的 运动方向和位位置。 (c) 随着时间的推移，转动导致气体和尘埃落向银道面，形成一个自转的盘，业已形成的恒星留在原处， 构成了银晕。 (d) 银盘中新形成的恒星承继了它的整体运动，所以绕着银心进行有序的轨道运动。 旋涡结构 银河的射电图 旋臂结构的持续 w 银盘较差自转：离银心近的恒星比离银心远的恒星角速度大。如果旋臂是由某些固定的物质组成，较差 自转将会使旋臂越转越紧，经过几百万年后消失，那么，旋臂的寿命就会太短了，而不能象我们现在看 到的那么多。 密度波理论 w 密度波理论认为：在银河系和其它星系中看到的旋臂是气体压缩和恒星形成的波，在银盘中运动。如 图中，气体的运动由红色箭头表示，臂的运