银河系的形状到底什么样？它具有几条旋臂？太阳系又是位于银河系的哪个地方？

本期我们就来谈谈，你可能不知道的一些有关银河系的研究。

银河系的形状

【资料图】

在夜空之中，我们能看到一条呈带状的银河，所以我们猜测，银河系的形状应该是扁平的！

但银河系的整体形状是什么呢？

我们身处银河系之内，所以无法看清银河系的整体。但通过观测银河系内恒星的运动极其位置，天文学家还是可以推测出银河系的大概样貌。

利用造父变星绘制银河系结构

再与观测到的其他星系进行对比，我们就可模拟出银河系的样貌。

这张图片是哈勃于2010年12月拍摄的一张照片，这张照片被认为是最接近银河系的一个星系，这个星系被天文学家标记为UGC 12158，它和我们所处的银河系一样，是为一种被称为棒旋星系的螺旋星系。其特征是星系整体呈现圆盘状，中心明亮且是为棒状结构，在棒状核心之外则是旋转的旋臂。

银河系的整体大小约为10万至20万光年，其包含的恒星大约是4000亿颗。银河系可能具有四条主旋臂，分别是矩尺臂、英仙臂、人马臂和盾牌—半人马臂！其中英仙臂和盾牌—半人马臂，是连接着中心核球的两个端点。

模拟出的银河系结构

而太阳系呢，并不在这四条主旋臂之内。

太阳系所处的位置是一个名叫猎户座分支的地方，它位于英仙臂和人马臂之间，其距银心的距离大概是27000光年！

所以我们在银河系中的位置，应该是郊区中的郊区，距离银心不但远，而且还不在主旋臂之内，是在一个分支的里边。

银河系银盘的形状

在我们的印象中，银河系的银盘应该是笔直的。

银河系银盘

但在2019年的一次研究中，天文学家利用一种名叫造父变星的恒星绘制银河系的三维立体图时却发现。银河系的银盘可能是弯曲的！而弯曲开始的地方恰巧是从太阳的位置开始！

2019年发表的论文

利用造父变形绘制银河系形状，天文学家发现：从银心到大约25000光年的范围，银盘是一个笔直的圆盘，但在25000光年之后呢，银盘就开始出现弯曲，一侧是向上弯曲，一侧是向下弯曲，弯曲一直延伸到星系的边缘，而有趣的是，太阳刚好处于弯曲开始的地方！

造父变星的位置揭示 银河系可能是弯曲的

所以，我们所处的星系呢，应该是具有一个S型曲线的星系。

银河系的中心

银河系的中心，有一个质量约为太阳430多万倍的超大质量黑洞，它位于凸起的棒状核心内部。这个黑洞目前处于休眠状态，但在很久之前，它可能发生过巨大的能量爆发，而爆发后的遗迹，至今都还存在。那就是在棒状核心两侧，那一对我们肉眼无法看到的巨大泡状结构，费米泡。

费米泡

在2010年，美国宇航局的费米伽马射线望远在观测银河系的中心时，意外地发现了两个巨大的泡状结构，这个泡状结构具有很高的能量，它们可以辐射出高能量的伽马光子，我们现在称这两个气泡为费米泡。

费米泡是在银河系的中心形成，它位于银盘的上下两侧，其横跨的天区长达5万光年！

目前认为，费米泡形成的原因，可能是因为银河系中心黑洞的一次强大能量爆发所形成。

想一想，若是这个气泡不是竖向而是横向形成，那么它可将整个太阳系包裹！

银河系和仙女座碰撞可能已经开始

大概在40多亿年以后，银河系就会与仙女座星系发生碰撞！

银河系和仙女座星系的运动轨迹（蓝色银河系 红色 仙女座星系）大概40多亿年后会发生碰撞

但据2020年的一个研究显示，银河系和仙女座星系的碰撞可能已经开始。

我们一般看到的星系呢，是一个发光的圆盘结构，其实这只是星系的一部分！

在圆盘的外围呢，还有一个十分庞大将圆盘包裹的称为晕的结构，这个晕称为星系晕，星系晕由我们可以观测到的球状星团，以及无法看到热气体和暗物质晕组成！

圆盘结构外围有一圈朦胧的星系晕

星系的圆盘结构其半径一般在十几，几十光万年。而星系晕的大小可达圆盘的数十倍。

在2020年的一次研究中，研究人员通过观测仙女座背景后的43个类星体，计算了仙女座星系晕的大小。

仙女座星系晕的研究截图

结果发现，仙女座星系晕的大小，从其中心可向外延伸至200多万光年，如果这些星系晕可见，那么仙女座星系，将是夜空中最大的天体。

模拟仙女座星系的星系晕

而据估计，银河系的星系晕是从中心向外延伸至100多万光年。

所以，若是以这个尺寸计算，银河系和仙女座星系的星系晕已经重叠。

所以若是以星系晕来说的话，银河系和仙女座星系的碰撞已经开始，只不过这样的碰撞是我们无法看到的碰撞，而圆盘之间的真实碰撞，则是大约40多亿年之后，碰撞之后，银河系也将于仙女座星系融合为一个更大的椭圆星系！

好了，这个就是有关银河系的一些研究，那本期就到这里了，还希望大家多多关注与支持，我们下期再见，谢谢大家