银河系旋臂

天文学术语

银河系是棒旋星系，有多条旋臂，它有三个主要组成部分：包含旋臂的银盘，中央突起的银心和晕轮部分。而旋臂主要由星际物质构成。

银河系

银河系是一个中间厚，边缘薄的扁平盘状体。他的主要部分称为银盘，是一个旋涡结构。它的总质量约有太阳的一万亿倍，直径约为十万光年，中央厚约一万光年，边缘厚约三千至四千光年。银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体，被称为银晕，直径约十万光年。仔细观察银河系，可以发现银河系有四条旋臂，分别是猎户座旋臂、英仙座旋臂、人马座旋臂和三千秒差距臂。银河系也有自转。太阳系以250千米/秒的速度围绕银河系中心旋转，旋转一周约2.5亿年。银河系有两个伴星系，分别是大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。除银河系之外的星系被称为河外星系。太阳处于与银河系中心距离约27,700光年的位置，位于猎户座旋臂内侧。

从2003年开始，研究团队测量了银盘上163个大质量恒星形成区中脉泽源的自行和距离，结合国际上其他团组测量的37个脉泽源，共获得了银河系中近200个大质量恒星形成区的距离和自行。这些大质量恒星形成区在银盘上的分布清晰地勾画出4条主旋臂，它们分别是英仙臂、人马-船底臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。

观测成果

在经过一年的观测后，一个国际天文小组幸运地“抓住”了其中的一支。记者从中国科学院上海天文台了解到，该所徐烨博士参加的国际小组精确测得了太阳系到银河系最近的“手臂”——“英仙座旋臂”的距离为6370光年。

上海天文台沈志强研究员表示：“要想准确了解银河系的年龄和大小，需要先精确测量这些手臂之间的距离。但最大的问题在于，我们在观测其他星系时，它们的形状一目了然，但对我们本身所在的银河系却没法看到全貌，因此只能通过观测和推测来确定其形状。”

据悉，这是迄今为止人类精确测定的最远天体的距离，其对精确描述宇宙的年龄和大小具有重要意义。这一成果也被发表在了最新一期的刊物《Science》上。

据了解，银河系是漩涡星系，从里向外伸出了四条旋转的“手臂”：人马座旋臂、猎户座旋臂、英仙座旋臂和三千秒差距臂。每条“手臂”都由难以计数的恒星和星云组成。我们生活的太阳系在猎户座旋臂内，位于人马座旋臂和英仙座旋臂之间，但更靠近英仙座旋臂。

2023年5月，国科学院紫金山天文台研究员徐烨团队与中国科学院国家天文台合作，提出对银河系旋臂形态的新认识：银河系更像是一个普通多旋臂星系，由内部对称的两旋臂和外部多条不规则旋臂组成，而非被广泛接受的四条旋臂均从内到外的特殊形态。

观测方法

据透露，三国的科学家巧妙采用了一种名为“三角视差”的方法，用射电望远镜成功捕捉到了来自“英仙座旋臂”的一个宇宙激光发射源，并把太阳和地球的间距作为基线，进行几何计算后得出了这个辐射源的距离。

根据该小组的观测结果，太阳到英仙座旋臂的距离为1.95千秒差距，约6370光年，误差不到2.1%。

想象一下，如果有机会从上方俯瞰我们的银河系平面，它更像是一只巨大的“八爪鱼”。因为银河系中的恒星并不是均匀分布的，各种星际物质形成的星云、开放星团、新星等集合在一起，看上去就像是从银河系中心向外依逆时针方向延伸出的多条“手臂”，天文学上将这些“手臂”称为“银河系旋臂”。

存在情况

银河系包括四条大的和两条小的旋臂。太阳系坐落在较短的猎户座旋臂上，位于英仙座旋臂和人马座旋臂之间。旋臂是银河系里新恒星诞生的摇篮。事实上，银河系每年都会有约十颗新恒星生成，每一百年至少会有一颗星老化。新生的恒星就出现在银河的旋臂上。

2009年1月5日，美国艾奥瓦州立大学发表新闻公报称，该校科学家与瑞士苏黎世大学、德国鲁尔大学科学家合作，首次绘制出银河系旋臂的完整图像。图像显示，银河系内部有两条明显对称的旋臂，他们向银河系外围延伸后分成四条旋臂。

产生原因

在宇宙中高速运行具有星系核的星系，当它追及到另一个具有星系核的星系时，如果两者的运行速度相近，就会相互吞噬，形成了一个更大的星系。倘若这两个星系的星系核相遇，就会相互绕转而形成一个质量更大的高速旋转的星系核，这个高速旋转的星系核就像一个巨大的发电机，从它的两极爆发出能量强大的粒子流向远方喷射。星系核的能量越大，喷射粒子流的流量也就越大，喷射得也就越远。我们把这样的星系核称作两极喷流星系核。星系核在喷射高能粒子流的时候，会消耗其自身的能量。然而，当它俘获了其它星团或者星系以后，就会增添能量。当星系核的能量发生由大到小的变化时，就会由远及近地建造出两条粗大的喷流带。如果星系核的磁轴绕着另一条轴（这条轴称作星系核的自转轴）旋转，那么，喷流带的轨迹就会弯曲，而演变成旋涡星系的两条旋臂，银河系的旋臂就是这样建造出来的。

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