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旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米( 二 )


旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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夏普利這一派認(rèn)為銀河系非常之大，它就是整個(gè)宇宙，旋渦星云就是處于銀河系內(nèi)的氣體云。另一派的觀點(diǎn)則認(rèn)為，旋渦星云在銀河系之外，它們是恒星系統(tǒng)，不是氣體云，而且每一個(gè)星云就像銀河系一樣，是一個(gè)島宇宙，整個(gè)宇宙是由很多銀河系這樣的島宇宙構(gòu)成。如果說(shuō)宇宙是一個(gè)大洋，那么每一個(gè)星云都像銀河系一樣，是一個(gè)漂浮在大洋上的島嶼。測(cè)量星云的距離當(dāng)時(shí)這場(chǎng)論戰(zhàn)并沒(méi)有勝利方，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有很好的觀測(cè)設(shè)備，我們的科學(xué)知識(shí)也很欠缺。那么請(qǐng)大家想一想，怎么才能最好地回答這個(gè)問(wèn)題？假如我們有一把量天尺，可以精確地測(cè)量離我們最近的星云的距離。如果這個(gè)距離大于當(dāng)時(shí)已知的銀河系尺度，它們就在銀河系之外，反之就應(yīng)該在銀河系之內(nèi)。
旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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那個(gè)時(shí)候，大家已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到，有一種非常有意思的變星，可以作為一個(gè)很好的量天尺。這種變星叫做造父變星，變星就是這個(gè)星星的亮度在天空中發(fā)生周期性的明暗變化。通過(guò)測(cè)量造父變星的光變周期，我們就可以推出它本身的光度，知道它本身的光度以后，通過(guò)和視亮度比較，我們就可以測(cè)出距離來(lái)。就好比我們知道一根蠟燭本來(lái)是多亮，如果我們看到它很亮，說(shuō)明它離我們很近，如果看到它很暗，說(shuō)明它離我們的距離非常遠(yuǎn)。四年之后，哈勃果然在仙女座大星云發(fā)現(xiàn)了這一類(lèi)造父變星。哈勃是非常著名的天文學(xué)家，現(xiàn)在在地球之外飛行的一個(gè)太空望遠(yuǎn)鏡，就是以他的名字命名的，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。左邊這個(gè)圖就是哈勃正在用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)，他用的是當(dāng)時(shí)剛剛落成的世界上最大的望遠(yuǎn)鏡虎克2.5米望遠(yuǎn)鏡。
旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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有了這個(gè)觀天利器，哈勃就非常詳細(xì)地研究了仙女座大星云，他發(fā)現(xiàn)其中有很多造父變星。他假設(shè)這些造父變星都屬于仙女座大星云，就可以通過(guò)造父變星的距離推出仙女座大星云離我們的距離。他推出這個(gè)距離大概是100萬(wàn)光年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)時(shí)已知的銀河系的尺度30萬(wàn)光年。所以他就證明了仙女座大星云在銀河系之外，銀河系并不是整個(gè)宇宙。在哈勃之后，我們逐漸意識(shí)到星系是宇宙的基本組元，宇宙中有無(wú)數(shù)像銀河系一樣的島宇宙星系。
旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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星系還可以被細(xì)分為幾類(lèi)，左邊這張圖是橢圓星系，右邊是旋渦星系，旋渦星系像一個(gè)盤(pán)子一樣，這是從正面看過(guò)去的樣子，它有很漂亮的旋臂結(jié)構(gòu)。旋渦星系又可以被細(xì)分為兩類(lèi)，一類(lèi)叫做正常的旋渦星系，另一類(lèi)叫做棒狀旋渦星系。那我們的銀河系屬于哪一類(lèi)星系？為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)僦匦聶z視一下在可見(jiàn)光波段我們看到的銀河系。
旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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我們可以看到銀河系上有很多暗帶，這些暗帶為什么是暗的？因?yàn)殂y河系中有很多塵埃，塵埃會(huì)遮擋我們的視線，就像霧霾一樣，塵埃背后的這些東西被塵埃擋住，在天空上顯現(xiàn)出來(lái)是暗區(qū)。
旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以去紅外波段看一看，這是在紅外波段看到的銀河系。紅外波段的光的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光要長(zhǎng)，所以這些光可以穿透塵埃，讓我們看到背后的恒星，于是這些暗帶都消失了。我們看到的是一個(gè)扁的盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，所以銀河系是一個(gè)旋渦星系。另外我們會(huì)注意到銀河系的中心有一個(gè)很亮的東西，這個(gè)物體叫做核球，大約有1/3的恒星都位于這個(gè)核球，所以它非常重要。這是我們從側(cè)面看到的銀河系，那么銀河系的正面圖是什么樣子？我們前面提到，我們?cè)阢y河系之內(nèi)，很難看到它的全貌，那我們?cè)撛趺崔k？有一個(gè)辦法，我給大家做一個(gè)類(lèi)比，假如世界上沒(méi)有鏡子，你不知道自己長(zhǎng)什么樣子，但你可以去看一看你的兄弟姐妹、親戚朋友的樣子，推算你自己長(zhǎng)什么樣子。假如他們有一個(gè)鼻子兩只眼睛，那你可能也是一個(gè)鼻子兩只眼睛。
旋渦 我們竟然在銀河系的中心，發(fā)現(xiàn)了一顆花生米
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所以我們可以到銀河系之外去尋找靈感。這是銀河系的一個(gè)兄弟姐妹，叫做UGC 6093。它是一個(gè)旋渦星系，有很漂亮的旋臂，而且中心有一個(gè)長(zhǎng)條形的棒。除此之外，它還有一個(gè)非常亮的中心，叫中心核球。這個(gè)星系的核球和我們銀河系的核球是不是一回事兒？

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