漫话星系（7）
胡经国
（续前）
八、银河系
银河系（Milky Way），是一个包含太阳系的棒旋星系。其直径介于100000光年至180000光年之间；大约拥有1000亿至4000亿颗恒星，并且可能拥有1000亿颗行星。
太阳系距离银河中心的距离约为2.8万光年；位于具有浓密气体和尘埃、被称为“猎户臂的旋臂的内侧边缘。在太阳的位置，公转周期大约为2亿7000万年。从地球上看，由于是从盘状结构的内部向外观看，因而银河系呈现为在“天球”上环绕一圈的带状。
银河系拥有几个“卫星星系”，它们都是“本星系群”的成员，并且是“室女座超星系团”的一部分；而且它又是组成“拉尼亚凯亚超星系团”的一部分。整个银河系对于“银河系外的参考坐标系”以大约每秒600公里的速度在移动。
下图为欧洲南方天文台拍摄的360度全景银河系（图源：网络）。
下图为：艺术家想象的银河系，可以看出其清楚的棒状核心（图源：网络）。
银河系是由气体、尘埃和恒星组成的盘面，环绕着中央的棒状核心区而组成的星系。银河系的质量分布与哈勃星系分类中的Sbc型星系极为相似，显示它是一个旋臂结构相对松散的“棒旋星系”。在1990年代，天文学家开始怀疑银河系是棒旋星系而不是一个普通的旋涡星系。他们的怀疑在2005年被斯皮策空间望远镜的观测证实，这表明银河系中心的“棒”比之前预想的还要大。
银河系是“本星系群”中的第二大星系。其恒星盘面的直径大约为100000光年；平均厚度大约为1000光年。荡漾在银河系平坦盘面的上下方、像环状细丝包围环绕着银河系的恒星，可能都属于银河系的本身。如果是这样，那么这意味着银河系的直径为150000～180000光年。
九、河外星系
1、河外星系概述
20世纪20年代，美国天文学家哈勃在“仙女座大星云”中发现了一种叫做“造父变星”的天体，从而计算出星云的距离，终于肯定它是银河系以外的天体系统，称它们为“河外星系”。
河外星系（Extragalactic Galaxies），是指位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的天体系统。之所以称之为河外星系，是因为它们全部都存在于银河系之外；也就是说，位于银河系之外的所有天体系统被称为河外星系。而银河系与河外星系则组成了天文学对于天体的最高称谓——“总星系”。这样，银河系也只是“总星系”中的一个普通星系。人类估计河外星系包含的天体及天体系统总数在万亿个以上；它们如同辽阔海洋中的岛屿，因而也被称为“宇宙岛”。
2、河外星系的发现
关于河外星系的发现过程可以追溯到200多年前。当时，在法国天文学家梅西耶（Messier Charles）为星云编制的“星表”中，编号为M31的星云在天文学史上占有重要的地位。初冬的夜晚，熟悉星空的人可以在仙女座内用肉眼找到它——一个模糊的斑点，俗称仙女座大星云。
从1885年起，人们就在“仙女座大星云”里陆陆续续地发现了许多新星，从而推断出“仙女座星云”不是一团通常的、被动地反射光线的尘埃气体云，而一定是由许许多多恒星构成的系统，而且恒星的数目一定极大，这样才有可能在它们中间出现那么多的变星。如果假设这些变星最亮时候的亮度和在银河系中找到的其它变星的亮度是一样的，那么就可以大致推断出“仙女座大星云”距离地球十分遥远，远远超出了已知的银河系的范围。但是，由于利用“变星”来测定的距离并不是很可靠，因而也就引起了争议。
直到1924年，美国天文学家哈勃用当时世界上最大的2.4米口径的望远镜在“仙女座大星云”的边缘，找到了被称为“量天尺”的“造父变星”；利用“造父变星”的光变周期和光度的对应关系，才定出了“仙女座星云”的准确距离，证明它确实是位于银河系之外；也像银河系一样，是一个巨大、独立的恒星集团。
从河外星系的发现来反观银河系：它仅仅是一个普通星系，是万亿星系家族中的一员，是宇宙海洋中的一个小岛，是无限宇宙中很小很小的一部分。
十、星系之最
1、最古老的星系
2012年1月，由美国科学家牵头的一个国际天文学研究小组曾经在英国《自然》杂志上宣布，利用哈勃太空望远镜发现了最古老星系，它诞生于宇宙大爆炸最初的4.8亿年。
而新发现的最古老星系则诞生于宇宙大爆炸最初的2亿年，比前者年长2.8亿年。这一星系是由法国里昂大学里昂天文台约翰·理查德领导的研究小组发现的。他们利用美国哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜发现了该星系；然后利用美国夏威夷凯克天文台的仪器测定了它距离地球的距离为128亿光年，这说明该星系至少诞生于128亿年前。对该星系光谱的进一步研究成果显示，该星系中最早的恒星已有7.5亿年历史。研究人员因此断定，该星系诞生于135.5亿年前。这一成果发表在英国《皇家天文学会月刊》上。
2、最远的星系
伦敦学院大学尼古拉斯·拉波尔率领的研究小组在近期的《天体物理学杂志》上发表论文称，他们捕捉到了132亿年前的星系“A2744-YD4”的形状，这是至2020年为止发现的“最远天体”。这一成果也意味着，天文学家获得了研究宇宙最初星系中星体诞生的重要线索。
研究小组利用设在智利的高感度阿尔玛天文望远镜，发现了“A2744-YD4星系”的尘埃和氧发出的电波；经过详细分析，计算出该星系距离地球的距离为132亿光年。根据检测出的尘埃总量和天体诞生的情形分析认为，该星系134亿年前造星运动活跃。研究小组使用欧洲南方天文台的大型光学红外望远镜也确认了相同结果。
根据观测结果，研究小组计算出“A2744-YD4”的“尘埃总量”约为太阳的600万倍，“星球总质量”为太阳的20亿倍。同时发现，该星系每年有相当于20个太阳大小的“气体团”形成星球。这意味着，“A2744-YD4”的行星诞生比银河系活跃10倍。
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