[輕鬆小科普] 高大上銀河系

同學們，安靜！安靜了！

後面那位帥哥，請把你的手從女同學的腰上拿開。現在是上課時間，雖然是選修課，但也得認真聽。要不然以後叫你讀《希格斯幹線》時兩眼一抹黑，怎麼辦？

好，同學們注意了，現在開始上課。請翻開《度娘百科》，今天我們科普銀河系的相關知識。

「飛流直下三千尺，疑是銀河落九天。」，在古代的文化里視銀河為天河，把注意力擴大到河東和河西的牛郎織女兩個星座，想象編造出牛郎織女愛情的故事。那麼美好的愛情，中間偏偏出現個王母娘娘，從中作梗，女子們沒有力量反抗，只好通過鵲橋相會和「乞巧」的方式，獲得精神上的寄託和安慰，東方文化就這樣委婉含蓄。唐朝顧況的《宮詞》中便有一句「水晶簾卷近秋河」，這裡的「秋河」說的是銀河。再如李商隱的《嫦娥》中有「長河漸落曉星沉」

從科學角度說呢？

銀河系是太陽系所在的星系，包括1000到4000億顆恆星和大量的星團、星雲，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的直徑約為100,000光年，中心厚度約為12,000光年，可見物質總質量是太陽質量的大約1400億倍。過去銀河系被認為與仙女座星系一樣是一個旋渦星系，但最新的研究表明銀河系應該是一個棒旋星系。目前，一支國際研究小組對銀河系和仙女座大星系進行了質量估算，發現銀河系的質量只有仙女座大星系的一半。

那同學們可以想像一下，那個仙女座大星系有多大。不管它有多大，不是我們今天關注的重點。希格斯幹線寫得只是銀河系之內的事兒，科技還沒有發達到衝出銀河系的程度。

銀河系具有巨大的盤面結構，有一個銀心和四條旋臂，旋臂相距4500光年。太陽位於銀河一個支臂獵戶臂，至銀河中心的距離大約是26,000光年。銀河系在成長過程中還吞併了許多小星系，來自其他星系的天體匯入了銀河系的內部。由於有大量的伽馬射線從銀河系中央射出，史蒂芬·霍金曾經聲稱觀測表明銀河系中心是一個巨大的黑洞。

那我們後面的正文章節里，這些旋臂、伽馬射線、黑洞都將接二連三的出現。請同學們一定認真聽，以後用得著。

人類，包括你們和我，都生活在太陽系中。那太陽系在銀河系的什麼位置呢？

銀河系是太陽系所在的恆星系統，包括一千二百億顆恆星和大量的星團、星雲，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃，它的可見總質量是太陽質量的1400億倍。在銀河系裡大多數的恆星集中在一個扁球狀的空間範圍內，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫「核球」，半徑約為7千光年。核球的中部「銀核」，四周「銀盤」。在銀盤外面有一個更大的球形，那裡星少，密度小，稱「銀暈」，直徑為7萬光年。

什麼？沒聽清楚太陽繫到底在哪裡嗎？那我們再來講這個問題，這個問題很重要。

太陽位於一條叫做獵戶臂的支臂上，距離銀河系中心約2.64萬光年，逆時針旋轉（太陽繞銀心旋轉一周約需要2.5億年）。太陽系在獵戶臂靠近內側邊緣的位置上，在本星際雲中，距離銀河中心7.94±0.42千秒差距我們所在的旋臂與鄰近的英仙臂大約相距6,500光年（通過測定了離地球約6370光年的一個大質量分子云核的距離）。我們的太陽與太陽系，正位在科學家所謂的銀河的生命帶。

太陽運行的方向，也稱為太陽向點，指出了太陽在銀河系內遊歷的路徑，基本上是朝向織女，靠近武仙座的方向，偏離銀河中心大約86度。太陽環繞銀河的軌道大致是橢圓形的，但會受到旋臂與質量分佈不均勻的擾動而有些變動，我們當前在接近銀心點（太陽最接近銀河中心的點）1/8軌道的位置上。

太陽系大約每2.25—2.5億年在軌道上繞行一圈，可稱為一個銀河年，因此以太陽的年齡估算，太陽已經繞行銀河20—25次。太陽的軌道速度是2m/s，換言之每8天就可以移動1天文單位，1400年可以運行1光年的距離。

那麼，宇宙與銀河系有啥關係？

在宇宙中高速運行具有星系核的星系，當它追及到另一個具有星系核的星系時，如果兩者的運行速度相近，就會相互吞噬，形成了一個更大的星系。倘若這兩個星系的星系核相遇，就會相互繞轉而形成一個質量更大的高速旋轉的星系核。這個高速旋轉的星系核就像一個巨大的發電機，從它的兩極爆發出能量強大的粒子流向遠方噴射。

星系核的能量越大，噴射粒子流的流量也就越大，噴射得也就越遙遠。我們把這樣的星系核稱作兩極噴流星系核。星系核在噴射高能粒子流的時候，會消耗其自身的能量，然而，當它俘獲了其它星團或者星系以後，就會增添能量。當星系核的能量發生由大到小的變化時，就會建造出兩條粗大的噴流帶。如果星系核的磁軸繞著另一條軸（自轉軸）旋轉，那麼，噴流帶的軌跡就會彎曲，而演變成旋渦星系的兩條旋臂。

好了，還有沒有人不明白的？如果不明白就下課了！

下課！

老師，我……

下課時間到，趕緊！

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