從星系群看銀河系

□ 朱詩嘉 聞 新

星系是可觀測宇宙的一個(gè)基本單元，也是億萬顆恒星的巨大集合體；而銀河系是其中的一個(gè)星系之一。按照由小到大的形式，可觀測宇宙可分為星系、星系群、星系團(tuán)和超星系團(tuán)。

按照錢學(xué)森先生定義，“航天”是指在太陽系內(nèi)飛行，“宇航”是指在銀河系內(nèi)飛行。所以，了解銀河系的運(yùn)行軌道、銀河系周圍的鄰居以及銀河系歸屬哪個(gè)星系群等問題將更有助于探索宇宙的活動(dòng)。

仙女座

M33座

銀河系鄰近的形狀？

銀河系是“本星系群”的一個(gè)部分。本星系群包含銀河系和三十多個(gè)河外星系。其中兩個(gè)距離銀河系最近的星系是“仙女座”和“M33座”，它們就像銀河系的旋臂一樣。銀河系、“M33座”和“仙女星座”共同形成“本星系群”的“三駕大馬車”，在這“三駕大馬車”里中擁有約35個(gè)星系。另外，“本星系群”還包括著名的大麥哲倫星云和小麥哲倫星云，這兩個(gè)星系人們可以在地面上觀察到。

哪個(gè)星系群離銀河系最近？

銀河系屬于“本星系群”的一個(gè)部分，距離“本星系群”最近之處還存在一個(gè)大的星系群，它被稱為“處女星系群”。

“處女星系群”是距離銀河系最近的星系群，在天空中橫跨5度的范圍，它包含有類似于銀河系那么大的星系2500多個(gè)，包括旋渦星系、橢圓星系和不規(guī)則星系?！疤幣窍等骸钡馁|(zhì)量非常巨大，甚至有將“本星系群”拉過去趨勢(shì)?！疤幣窍等骸睋碛袦囟群芨?，會(huì)發(fā)出X射線輻射的云氣。每年春季太陽落山不久，“處女星系群”就出現(xiàn)在東方的地平線上，在春夏兩季的夜空中“處女星系群”一直吐放著它的光芒。

銀河系的運(yùn)行軌道？

銀河系最近的鄰居——“處女星系群”（春夏兩季夜空景象）

銀河系類似于太陽系一樣，整個(gè)銀河系的星云環(huán)繞著銀河系的中心不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。銀河系是非常巨大的，太陽系圍繞著銀心以220千米/秒的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈需要2億5光年。銀河系中其它星云圍繞銀心轉(zhuǎn)一圈時(shí)間的長短取決于它們到銀心的距離。

宇宙的組織結(jié)構(gòu)

采用X射線拍照的“人馬座A＊”圖片

2002年德國天文學(xué)家用無線電望遠(yuǎn)鏡觀測銀河系的運(yùn)行軌道時(shí)，發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)巨大的黑洞。這個(gè)黑洞被認(rèn)為是類星體死亡后的產(chǎn)物，這個(gè)產(chǎn)物也被稱為“人馬座A*”，其能量巨大，放射出明亮無比的光線。目前，國際天文學(xué)家普遍認(rèn)同“人馬座A*”位于銀河系的中心，也即銀河系的中心就是這個(gè)黑洞。

星系群中還存在另一個(gè)智慧文明的世界嗎？

2011年2月，美國NASA報(bào)道，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了54顆行星可能適宜生命生存，它們位于“宜居帶”中，處在“宜居帶”上的行星的表面溫度大約介于零下17攝氏度至93攝氏度之間。

2011年12月，美國開普勒空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆名為開普勒22b 的類地球行星，也稱“地球?qū)\生兄弟”，距地球約600光年，體積是地球的2.4倍，能裝下13個(gè)地球，其公轉(zhuǎn)軌道位于“宜居帶”上，繞恒星運(yùn)行的周期約為290個(gè)地球日。

上個(gè)世紀(jì)末，美國天文學(xué)家I.Asimov估計(jì)，銀河系中兩個(gè)具有智慧文明的世界相互之間的平均距離為6301光年。按照這個(gè)估計(jì)，“地球?qū)\生兄弟”很可能沒有生命，可能不適合生命居住。

星系之間可能相互合并在一起嗎？

通常，各個(gè)星系之間相距是很遠(yuǎn)的，但是，有時(shí)兩個(gè)星系也會(huì)相距很近，甚至?xí)l(fā)生碰撞。當(dāng)它們碰撞時(shí)，不會(huì)像兩個(gè)汽車相撞，撞得粉身碎骨。兩個(gè)星系相撞之后會(huì)組合在一起，然后繼續(xù)運(yùn)行在同一軌道上。

事實(shí)上，如果兩個(gè)運(yùn)動(dòng)較快的星系碰撞時(shí)，它們能夠相互穿過，而不受任何影響。如果兩個(gè)運(yùn)動(dòng)較慢的星系相互碰撞時(shí)，它們可能形成一個(gè)更大的星系。當(dāng)星系中的星云相距比較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間的引力也許會(huì)導(dǎo)致它們彎曲、或改變它們的形狀。M64就是由兩個(gè)星系合并的在一起的星系，它的形狀像黑眼，也稱為黑眼星系。

兩個(gè)星系合并的黑眼星系

在未來100年里銀河系存在毀滅地球的因素嗎？

著名天文學(xué)家霍金認(rèn)為“在未來數(shù)百年間，地球毀滅的可能性很大”，但很多天文學(xué)家認(rèn)為“在200年內(nèi)，地球不會(huì)毀滅”。從前面的介紹中，我們可以了解“超新星”的作用，“超新星”對(duì)星球的毀滅起著決定性作用。最近，美國航宇局通過觀測數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為在太陽系周圍不存在“超新星”，所以在未來100年之內(nèi)，不會(huì)發(fā)生地球滅亡的慘劇。

另外，根據(jù)天文學(xué)家的估算，在每100年中，銀河系大約會(huì)有一到兩顆超新星爆發(fā)，但是要達(dá)到損害甚至摧毀地球臭氧層的程度，這種超新星爆發(fā)必須發(fā)生距地球在50光年之內(nèi)，目前我們地球周邊的任何可能爆發(fā)的超新星都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一距離，所以，近百年里沒有毀滅地球的因素存在，地球是很安靜的。

開普勒22b 的類地球行星圖

“超新星”爆炸的情景（上）和天文學(xué)家想象的外星球

下期預(yù)告：

下期的題名為“從銀河系看宇宙”。主要圍繞著什么是宇宙、宇宙的形成、宇宙年齡和大小、宇宙的變化以及人類如何探測宇宙等問題進(jìn)行介紹與討論。引導(dǎo)讀者認(rèn)識(shí)宇宙，進(jìn)而利用和開發(fā)我們的宇宙。