从天河到银河系的认识飞跃

多幅像拼合的银河全景。中间暗带是由于星际尘埃遮挡了远处星光。

近十多年来,由于地面的、尤其是航天的现代天文仪器进行了银河系的大规模观测,得到银河系的多波段高分辨资料,新发现纷至沓来,展示出银河系是比预想的更丰富、更复杂、更活跃的天体系统。我们应当与时俱进,鉴赏银河系的新视野。

我国人把横跨星空的一条光带称为“天河”或“银河”,西方人称它为“牛奶路(Milky Way)”。1610年,伽利略首先用望远镜观察星空,发现银河实际上是由密集恒星组成的。由于肉眼分辨能力不够,才感觉银河象光带。到18世纪,有先觉的天文学家推测,银河是众多恒星组成的盘状天体系统。赫歇耳父子用望远镜进行了恒星计数观测,第一次得到盘状的结构模型,但却错误地把太阳放在中心。到20世纪初,天文学家把这个恒星系统称为“银河系”。1918年,沙普利注意到大多球状星团远离银河,且在人马座方向数目最多,推断银河系中心在哪个方向,而太阳位于银河系的较外区域,建立透镜形的银河系模型,这是继哥白尼的日心说之后再次破除人类处于宇宙中心的观念,意义重大深远。

一般地说,由大量恒星和星际气体和尘埃物质组成的天体系统称为“星系”。银河系就是我们所在的星系。

处于银河系一隅的地球人们,“不识‘庐山’(银河系)真面目,只缘身在此‘山’中”,认识银河系全貌是很困难的。特别是星际物质所遮掩了部分区域而看不到。由河外星系(如,仙女星系)形态的启示,再结合银河系的观测,才逐渐揭示银河系结构。1932年,奥尔特首先综合附近恒星运动的观测资料,建立银河系自转模型。1954年,由氢的21厘米波长观测得到银河系的自转(随银心距分布)曲线。1958年,绘制银河系旋涡状结构的第一幅图象。1976年绘制电离氢云分布图,显示旋臂分布。1993年,绘制现代的银河系结构图。根据近年更多的新资料,银河系结构又作了重大修改。

我们肉眼观测到的只是银河系的可见光视投影形态,而可见光仅是银河系全部辐射的很少部分,在射电、红外、X射线等波段观测到银河系形态跟可见光看到的有相当多的差别,显示银河系各部分的不同情况。