太陽(yáng)系在銀河系中的位置

1、太陽(yáng)系在銀河系中的位置 銀河系是一個(gè)巨大的螺旋星系， 直徑約 30公里。 星系盤(pán)的某些部分可以從星系中心追蹤到 25公里/分， 光暈可以追蹤到 50公里/分。 銀河系包含大約 1011顆恒星，銀河系的總質(zhì)量估計(jì)約為 4X1011 太陽(yáng)質(zhì)量（刈。據(jù)估計(jì)，銀河系約25%勺質(zhì)量存在于可見(jiàn)恒星中， 約 15批在于恒星殘余 （白矮星、 中子星和黑洞） ，25 箱在于星際云和星際物質(zhì)中，35%存在于“暗物質(zhì)”中。暗物質(zhì)是用來(lái)描述銀河系中看不見(jiàn)的質(zhì)量的一個(gè)通用術(shù)語(yǔ)，這是解釋觀測(cè)到的星系動(dòng)力學(xué)（即恒星運(yùn)動(dòng)、星系自轉(zhuǎn)）所需要的，但還沒(méi)有通過(guò)任何可用手段探測(cè)到。人們對(duì)暗物質(zhì)的性質(zhì)有著可以考慮的推測(cè)，其中包括從奇異

2、的核粒子到棕矮星（不具備核燃燒能力的亞恒星物體）和暗星（舊恒星燒盡的殘余物）到大質(zhì)量黑洞的一切。銀河系的年齡估計(jì)為 130億年，相當(dāng)于宇宙的年齡。 銀河系由四個(gè)主要結(jié)構(gòu)組成：星系盤(pán)、中心棒、暈和日冕。顧名思義，圓盤(pán)是一個(gè)高度集中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，半徑約為 15-25kpc,直徑約為 0.5-1.3kpc 厚，這取決于用來(lái)追蹤圓盤(pán)的恒星的數(shù)量。圓盤(pán)包含相對(duì)年輕的恒星和星際云，排列成多臂螺旋結(jié)構(gòu)。圓盤(pán)的中心是桿，在圓盤(pán)，半徑約為 1.5kpc,垂直于圓盤(pán)。棒的旋轉(zhuǎn)速度比盤(pán)慢，主要由密集的老恒星和星際云組成。它不顯示螺旋結(jié)構(gòu)。在棒的中心是原子核，一個(gè)只有 4-5 厘米寬的復(fù)雜區(qū)域，它的中心似乎有一個(gè)巨大的

3、黑洞。中心黑洞的質(zhì)量估計(jì)為 光暈圍繞著這兩個(gè)結(jié)構(gòu)，從銀河系中心向外延伸約 20-30公里。光 環(huán)呈扁球形，包含較老的恒星和球狀星團(tuán)。日冕似乎是一個(gè)更遙遠(yuǎn)的光環(huán)，其長(zhǎng)度為 60-100公里/分，由暗物質(zhì)組成，除了對(duì)星系中可觀測(cè)天體的動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生影響外，其他都是不可觀測(cè)的。日冕的質(zhì)量可能是其他太陽(yáng)系在銀河系中的位置三個(gè)星系成分總和的幾倍。 在夜空中可以看到銀河盤(pán)， 它是一條圍繞著天球延伸的明亮光帶。 當(dāng)用小望遠(yuǎn)鏡檢查時(shí)這種方式被分解成數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)顆恒星和無(wú)數(shù)星云和星團(tuán)。 星系中心的方向是在人馬座（6月份從南半球看得最好），在這個(gè)方向上圓盤(pán)看起來(lái)明顯更寬，這就是中央凸起和條帶的視圖。 磁盤(pán)不是完美的

4、。at;有證據(jù)表明磁盤(pán)的外部區(qū)域在 15 到 25kpc 之間發(fā)生了扭曲。這種扭曲可能是由于與其他星系和/或麥哲倫星云（兩個(gè)附近的不規(guī)則矮星系，似乎在銀河系的軌道上）相遇而產(chǎn)生的引力擾動(dòng)所致。止匕外，銀河系的中心條似乎相對(duì)于星系盤(pán)的平面傾斜。 棒狀和傾斜的非球面形狀對(duì)于理解恒星動(dòng)力學(xué)和星系的長(zhǎng)期演化具有重要意義。 星系盤(pán)中的恒星具有不同的特征性位置， 這與其恒星分類和年齡有關(guān)。 像太陽(yáng)這樣質(zhì)量較低、年齡較大的恒星具有相對(duì)較高的隨機(jī)速度，因此，它們可以遠(yuǎn)離銀河系平面。較年輕、質(zhì)量較大的恒星平均速度較低，因此在平面上和平面下的尺度高度較小。作為恒星誕生地的巨型分子云，其平均速度也很低，因此與星系平

5、面相對(duì)較近的區(qū)域相連。從“銀河北”看，加拉克 tic 盤(pán)以160-220公里每秒的相對(duì)恒定速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 這個(gè)運(yùn)動(dòng)明顯不是開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)，是非常非球形質(zhì)量分布的結(jié)果。 在銀河系平面上的圓形銀河軌道的旋轉(zhuǎn)速度符合局部靜止標(biāo)準(zhǔn)（LSR。然 后，LSR被用作描述局部恒星動(dòng)力學(xué)的參考框架。 距銀河系中心 8.5公里/分（盡管有人估計(jì)更接近 7公里/分），距銀河系盤(pán)中心面 10-20公里/分。太陽(yáng)與銀河系中心距離處的圓形軌道速度為 190-220千米秒 1,太陽(yáng)和太陽(yáng)系相對(duì)于 LSR的移動(dòng)速度約為 17-22千米秒 1。太陽(yáng)的速度矢量目前指向大力神星座中的一個(gè)點(diǎn)，大約在赤經(jīng) 18 小時(shí) 0 米，赤緯+30

6、度，稱為太陽(yáng)頂點(diǎn)。由于這個(gè)相對(duì)于 LSR 的運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)系的銀河軌道不是圓形的。太陽(yáng)和行星在距銀河系中心約 8.4至 9.7公里/分的準(zhǔn)橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)周期約為 2.4 億年。太陽(yáng)系目前接近并向內(nèi)移動(dòng)到“近銀河系”，即軌道上離銀河系中心最近的點(diǎn)。此外，太陽(yáng)系以和聲的方式垂直于銀河系平面運(yùn)動(dòng)，估計(jì)周期為 5200 萬(wàn)至 7400 萬(wàn)年，離銀河系平面的振幅為土 49-93pc。 （估計(jì)運(yùn)動(dòng)周期和振幅的不確定性是由于星系盤(pán)中暗物質(zhì)數(shù)量的不確定性造成的。）太陽(yáng)和行星在大約 200 萬(wàn)到 300 萬(wàn)年前穿過(guò)星系平面，向北移動(dòng)太陽(yáng)和太陽(yáng)系位于銀河系旋臂之一的內(nèi)邊緣，稱為獵戶座或局域臂。附近的螺旋結(jié)構(gòu)可

7、以通過(guò)在太陽(yáng)附近建立恒星、星團(tuán)和星際云的三維地圖來(lái)追蹤。鄰近的兩個(gè)結(jié)構(gòu)是英仙座臂，它距離銀河系中心的距離比局部臂要遠(yuǎn)，而太郎座臂則朝向銀河系中心。手臂在附近與其他 G型恒星相比，太陽(yáng)相對(duì)于 LSR的速度較低，這些恒星相對(duì)于 LSR的典型速度為 40-45千米秒 1。恒星被星系盤(pán)中的巨型分子云所加速。因此，如前所述，老恒星可以加速到更高的平均速度。太陽(yáng)低速的原因尚不清楚。與 gi-ant 分子云的速度變化相遇的典型頻率為每 3億到 5億年一次。 太陽(yáng)附近恒星的局部密度約為 0.11pc.3,盡管許多恒星是雙星或多星系統(tǒng)。雙星和多星系統(tǒng)的局域密度為 0.086pc.3。其中大多數(shù)是低質(zhì)量恒星，質(zhì)量

8、比太陽(yáng)小， 亮度也比太陽(yáng)低。 離太陽(yáng)系最近的恒星是半人馬座近地星， 質(zhì)量很低 （米） 。0.1 米），半人馬座星的遙遠(yuǎn)伴星，半人馬座0c 星本身是由兩顆近軌道太陽(yáng)型恒星組成的雙星系統(tǒng)。半人馬座近地天體目前距離太陽(yáng)約 1.3 個(gè)百分點(diǎn)，距離其軌道上的半人馬座0c對(duì)近地天體約 0.06個(gè)百分點(diǎn)（1.35X104au）。最近的第二顆恒星是巴納德星，一顆距離 1.83公分的快速移動(dòng)的紅矮星。距離太陽(yáng) 5公分以內(nèi)最亮的恒星是天狼星，一顆 A1 恒星（米）。2米）約 2.6公分。天狼星也是一顆雙星，有一個(gè)微弱的白矮星伴星。 太陽(yáng)相對(duì)于 LSR的運(yùn)動(dòng)， 以及太陽(yáng)附近恒星的運(yùn)行速度， 偶爾會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)與其他恒星

9、的親密接觸。利用上述太陽(yáng)附近恒星的密度值，可以 預(yù)測(cè)每百萬(wàn)年有12個(gè)恒星系統(tǒng)（單個(gè)或多個(gè)恒星）將在太陽(yáng)的 1/3范圍內(nèi)通過(guò)。恒星編碼器的總數(shù)按遭遇距離的平方來(lái)衡量。這一速率在一定程度上由Hipparcosastrometry衛(wèi)星的數(shù)據(jù)所證實(shí)，該衛(wèi)星測(cè)量了 約 11.8萬(wàn)顆恒星的距離和固有運(yùn)動(dòng)，并用于重建太陽(yáng)系附近恒星的軌跡。 根據(jù)這個(gè)速率， 太陽(yáng)系生命周期中最接近恒星的距離預(yù)計(jì)將在900金左右。這樣的相遇將導(dǎo)致奧爾特云的大擾動(dòng)，并將許多彗星噴射到星際空間。它還將向行星區(qū)域發(fā)射一批彗星，將對(duì)行星的撞擊率提高約 200 萬(wàn)至 300 萬(wàn)年，并產(chǎn)生其他可能在地球或其他行星的地層記錄中可以檢測(cè)到的影響

10、。在 900 金的一次恒星相遇也可能對(duì)柯伊伯帶和散亂圓盤(pán)中的彗星或彗星碎片產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的擾動(dòng)效應(yīng)，并可能擾亂這些種群的外部區(qū)域。很明顯，任何這樣的恒星通過(guò)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)大的作用，那就是通過(guò)恒星的質(zhì)量和速度。 因?yàn)樘?yáng)很可能形成一個(gè)星團(tuán)， 并且正是因?yàn)樘?yáng)將穿過(guò)加拉克 tic盤(pán) （特別是旋臂）更密集的區(qū)域，所以上面提到的相遇率可能是一個(gè)較低的極限，在過(guò)去是較高的。這也意味著最近的恒星相遇可能更接近行星系統(tǒng)。 天基天文學(xué)的出現(xiàn)，主要是通過(guò)地球軌道上的紫外和 X射線望遠(yuǎn)鏡， 使得研究太陽(yáng)系周圍的局部星際介質(zhì)成為可能。當(dāng)?shù)匦请H介質(zhì)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)證明是相當(dāng)復(fù)雜的。太陽(yáng)系似乎位于半徑約 120厘米的熱等離子體膨 脹氣泡的邊緣， 這似乎源于天蝎座半人馬座 OBB會(huì)的多次超新星爆炸。 上海合作組織中心是附近的一個(gè)恒星形成區(qū)，包含許多年輕的高質(zhì)量 O 型和 B型恒星。這類恒星的壽命相對(duì)較短，在坍縮成黑洞之前，會(huì)在巨大的