[研究生入学考试]银河系.ppt

银河系 北京天文馆 詹想 银河系的发现简史 夏季银河 秋季银河 冬季银河 古代人心目中的银河 中国：天河，银河，银汉 埃及：天神铺撒的麦子 印度：超度灵魂，迈向西天神冥的银光大道 欧洲：乳汁之路（Milky Way） 非洲：夜空中一头巨兽的脊柱 四季银河的区别？ 最初的认识 赫歇尔的计数观测 第一个用实测的方法研究银河系形态的人。 每晚巡视星空，将恒星计数。 坚持数十载，进行20多万次观测，最后得到117600颗恒星的数据。 发现恒星的亮度分布和位置分布。 赫歇尔虽错犹荣！ 赫歇尔画出的银河 沙普利的灵感 以星团中的造父变星作为距离指示器，研究球状星团的空间分布。 普通恒星和疏散星团较均匀分布，球状星团却偏爱一隅。 结论：一大群球状星团的中心就是银河系的中心！ 氢之歌 射电天文学时代 氢之歌——氢的21cm微波辐射 多普勒效应 20世纪50年代，哈佛的一个天文小组终于解出了这个千古之谜。 银河系全貌 银盘 银河系的主体部分是银盘，直径大约100000光年，厚度在太阳处约为800光年，向外越来越厚，在外边缘可达近10000光年。 太阳位于银盘上距中心约2.8万光年的地方，以每秒220千米的速度围绕着银河系的中心旋转。以这样快的速度，太阳绕银河系的中心旋转一周也要2.5亿年，这个周期称为星系年（galactic year)。 银盘的主要成分是年轻恒星，大量的气体和尘埃。在银盘上，恒星和气体的分布并不是均匀的，而是呈旋涡状结构，在物质相对集中的地方形成一条条旋臂。按照星系的形态分类，银河系属于旋涡星系。 旋臂 从观测到的其它和银河系类似的旋涡星系，来想象在银河系外面看到的我们自己星系的样子。 通过射电和红外等其他波段的观测来分析银河系的结构。 目前认为，银河系较大的旋臂有三条，分别为外侧的英仙臂（Perseus Arm）、猎户臂（Orion Arm)，以及内侧的人马臂（Sagittarius Arm）。 我们的太阳位于英仙臂和人马臂之间一座好似孤立的岛屿——猎户臂之上，略微靠外侧。 两大问题 我们看到的银河为什么是这个样子？ 为什么四季银河不同？ 核球 核球是银河系中心隆起的部分，呈扁球状，直径约1.2万光年，厚约1万光年。 核球位于人马座方向 在核球中没有明显的旋臂结构，恒星分布也更加密集，而且主要是老年恒星以及星际尘埃和气体。 红外波段的核球轮廓最明显。 银心 核球的中央有“银心”，是银河系最迷惑区域。一般认为它是在银河系中心半径约10光年的小区域。 红外波段的观测显示在银心存在着最密集的恒星群，大约两百万颗恒星集中在几光年的范围内（对比太阳附近）。恒星之间的碰撞在那里频繁的发生着。 射电波段的研究表明，在这个恒星群的外面，距离银心20-80光年的范围内还存在着一个由气体和尘埃组成的分子环。而在这个恒星群的内部，中心区域，恒星以每秒数百公里的速度运动着。 天文学家推测在这银心的中央，有一个相当于两百万个太阳质量的引力源，因为它所在的区域非常之小，很多天文学家们认为它很可能就是一个巨型的黑洞！ 银晕 整个银盘都被银晕所包围着。 直径约为30万光年，主要是些年老的恒星、球状星团（目前已观测到大约140个），和极少量的星际尘埃和气体。 所含的物质在整个银河系中占据着主导地位，不过绝大部分都是不发光的物质，它们具体是什么现在还不清楚。 银河系详探 银河系的较差自转 银河系的质量 太阳轨道以内的质量，按照万有引力定律推算： mG=rv2/G得到mG大约为1.3*1011M⊙ 太阳轨道以外的质量，按照开普勒第三定律推算： m≈a3/p2 半径a为25千秒差距，自转周期P为2.25亿年 得到银河系总质量的数量级至少为1012M⊙ 银河系旋臂的成因 密度波理论 星族 星族Ⅰ：主要分布在银盘里，年轻且重元素丰度高，并与电离轻气体云有密切联系。 星族Ⅱ：主要分布在银晕里，年老且金属元素贫乏，它们在宇宙早期演化阶段就诞生了。 球状星团 疏散星团 星云和星际物质 星云和星际物质 其实，我们的银河系还充满了未知的秘密，等待人类不断的探索…… 银河系的较差自转曲线（图中虚线是指按照开普勒运动定律计算出的旋转速度曲线，显然它与实际测定的旋转曲线偏离很远） 20世纪60年代，林家翘，徐遐生发展40年前瑞典林德布拉德的理论 著名的武仙座球状星团M13 美丽的金牛座昴星团 * * 赫歇尔——恒星天文学之父 能和400年前哥白尼相提并论的伟大发现 银河系的组成和结构 银河系的组成和结构 银河系的组成和结构 银河系的多波段观测 银河系的射电波段图像。可以在图上看到银河系核心的射电信号非常强，这些信号几乎不会受到星际气体和尘埃的影响。 银河系的多波段观测 银河系的红外波段图像 银河系的多波段观测 银河系的可见光波段图像。可以看到大量