大家好，歡迎收看我的百家號小方帶你瞭解科技，今天小編要給大家介紹的是銀河旋臂的奧秘你聽過嗎？

銀河旋臂的奧秘

在宇宙中有一個比普通的星系稍微大一些，外形像一箇中間厚，邊緣薄的扁平盤，直徑大約為10萬光年的星系，這就是銀河系。它呈鐵餅狀，中心為銀核，外層為銀暈，整體成旋渦形，屬於旋渦星系的一種。銀河系的主體銀盤是圓盤的一部分，直徑為8萬光年，中央厚約1萬光年，邊緣厚約3000~6000光年，由年齡不滿100億年且重金屬含量較高的星球組成。銀河系的主要物質都聚集在這個盤狀結構裡。銀盤外是由稀疏的恆星和星際物質組成的一個球狀體，這個球狀體稱為銀暈，直徑約10萬光年。銀暈的外側沒有任何能用可見光看到的天體，因此被稱為暗暈。

銀河系中至少有2000億顆星，總質量相當於1400億個太陽的質量，其中的90%是恆星的質量，10%是星際物質。它中央的核球呈橢球形，3000光年的直徑上就集中了大約400億顆星，由年齡超過100億年的老年星球構成。它四周纏繞著4條旋臂，是由年輕亮星、亮星雲和其他天體構成的從裡向外旋轉的“帶子”。太陽系就位於銀河系的1條旋臂上，距離銀河系的中心大約2。6萬光年。銀河系已經有150億光年的歷史了。在1610年的時候，伽利略發明瞭望遠鏡，他用望遠鏡第一次指向天空中的時候，就指向了銀河。到了1785年，銀河真正從河流這個概念變成了一個系，也就是恆星所組成的一個系統。

到20世紀初，荷蘭天文學家雅可布·克普泰因才繪出了第一張銀河系的天體結構圖。當時由於缺乏對星際吸收—可見光會被恆星間的灰塵和氣體所削弱的認識，後來發現克普泰因的銀河系天體結構圖的平面資料是相當不準確的。他去世後不久，其他天文學家就對他的結構圖進行了大刀闊斧的修正。到20世紀的30~40年代，銀河系天體結構圖逐漸成形。仔細觀察銀河系的天體結構圖，我們可以發現，當從上方俯瞰銀河系平面的時候，它像是一隻巨大的烏賊。這是由於銀河系中的恆星分佈是不均勻的，星際物質形成的星雲、開放星團、超新星殘留物質和新近誕生於其中的恆星最為明亮顯著，在古老恆星和星團構成的黯淡背景下，看上去就像是從銀河系中心向外依逆時針方向延伸出的多條手臂，天文學上將它們稱為銀河旋臂。

銀河系為什麼會存在旋臂結構呢？隨著觀測技術的進步，科學家利用2MASS（兩微米全天巡視）尋找探測OB星協，透過分析這些星協在銀河系中的分佈來研究旋臂的結構。美國馬薩諸塞州理工學院、加州理工、國家航空航天局、噴氣與推進實驗室等共同開展、研究的2MASS是一項近紅外巡天專案。該專案最終成就是在JHK三個紅外波段上獲取了4121439張天文影象，覆蓋了天空面積的99。998%。向世人公佈了星表中包含470992970個點源和1647599個展源的位置和測光資訊。O型星和B型星都是很年輕的星，它們有的發展趨勢是成協。這些高溫高光度的星能將鑲嵌在內的氫氣體電離，產生電離的氫區（稱為H區）。光學上的旋臂結構主要是以OB星以及與其成協的H區來描繪。OB星在旋臂處不斷地形成，宛如穿在一條絲線上閃亮的珍珠。

科學上就是這樣利用目前已有的OB星表與2MASS星表進行交叉證認，爾後利用雙色圖（J，H-K）在2MASS中發現更多的OB星協。透過探測OB星的分佈就可以研究銀河系旋臂結構。到目前為止，天文學家們觀測到的銀河旋臂共有6條（大的4條，較小的2條），主要以位於旋臂中的星座來命名，分別是矩尺座旋臂、南十字座旋鴨人馬座旋臂、獵戶座旋臂、英仙座旋臂和外部旋臂。太陽系所在的獵戶座旋是一個較小的旋臂，有時也被稱為本地旋臂。在很早以前，天文學家們就注意到在這6條旋臂之外，銀河系中還存在其他一些較小的拱形結構，也可以被認定為旋臂。但是，這些已經和尚未確定的旋臂都有一個共同特點，即都是從河系的中心延伸出來的。

但是在澳大利亞天文學家邁克洛爾·格里菲斯及其同事擔任南銀河平面專案的測量工作時，使用帕克斯64米口徑射電望遠鏡和澳大利亞密集陣列望遠鏡在繪製銀河系中氫氣的分佈圖時，收集到了銀河系平面第四象限內關於中性氫（天文學上簡稱為H，帶有一個質子和一個電子的氫原子）的全部資料。在繪製銀河系中氫氣的分佈圖時，格里菲斯率領的研究小組在銀河系的邊緣發現了一條新銀河旋臂。這條旋臂長約7。7萬光年，寬幾千光年，在銀河系中佔有很大的一塊區域。格里菲斯進一步指出，這條新的旋臂很可能從前是與另一條旋臂連在一起的。對於一個像銀河系這樣中等大小的星系來說，擁有如此長的旋臂並不反常。

與銀河系非常相似的仙女座星系就擁有長長的氣態旋臂。另外的一種可能性是，當銀河系在進化的早期與某個矮星星系發生碰撞時，這條氫氣旋臂被拖拽到了銀河系的邊緣。研究小組接著仔細地考察這條旋臂的內部構成。2003年，天文學家就曾經在距離銀河系中心6萬光年的地方發現了一個恆星帶，它就位於這條氫氣旋臂的附近。至今，還不知道這些恆星是否屬於旋臂的一部分。進行該項研究的科學家布賴恩·雅尼認為，從恆星的構成成分來看，它們有可能來自一個較小的侵入星系。這個星系在路過銀河系時被“撕得粉碎”，而這些恆星就是銀河系俘虜的戰利品。假如真是這樣的話，這些恆星與新銀河旋臂的彼此相鄰就可能只是一種巧合了。

雅尼建立一個新的模型，準備來確定這樣的路過是否會給銀河系的天體結構帶來新的變化。最近的十幾年裡，隨著以哈勃望遠鏡為代表的一批新的太空望遠鏡相繼升空並開始工作，天文學家們對來自銀河系的新資訊就大有應接不暇之勢。威斯康星大學的天文學家羅伯特·本傑明認為，格里菲斯發現的新銀河旋臂肯定不會是最後一項改變銀河系結構的重大發現，我們所認識的銀河系每一天都在悄悄發生著變化。藉助不同型別的天文望遠鏡，我們所觀測到的銀河也各自不同。