宇宙麵貌(1 / 2)

‘宇宙是有限的還是無限的?有沒有中心有沒有邊?有沒有生老病死有沒有年齡?‘這些恐怕是自從有人類的活動以來一直被關心的問題。為了有一個更清楚的答案,讓我們先來看看它的組成和結構吧。宇宙中的天體絢麗多彩,表現出了極高的層次性。

(1) 行星

我們居住的地球是太陽係的一顆大行星。太陽係一共有九顆大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除了大行星以外,還有60多顆衛星、為數眾多的小行星、難以計數的彗星和流星體等。他們都是離我們地球較近的,是人們了解的較多的天體。那麼,除了這些以外,茫茫宇宙空間還有一些什麼呢?

(2) 恒星和星雲

晴夜,我們用肉眼可以看到許多閃閃發光的星星,他們絕大多數是恒星,恒星就是象太陽一樣本身能發光發熱的星球。我們銀河係內就有1000多億顆恒星。恒星常常愛好‘群居‘,有許多是‘成雙成對‘地緊密靠在一起的,按照一定的規律互相繞轉著,這稱為雙星。還有一些是3顆、4顆或更多顆恒星聚在一起,稱為聚星。如果是十顆以上,甚至成千上萬顆星聚在一起,形成一團星,這就是星團。銀河係裏就發現1000多個這樣的星團。

在恒星世界中還有一些亮度會發生變化的星-變星。它們有的變化很有規律,有的沒有什麼規律。現在已發現了2萬多顆變星。有時侯天空中會突然出現一顆很亮的星,在兩三天內會突然變亮幾萬倍甚至幾百萬倍,我們稱它們為新星。還有一種亮度增加得更厲害的恒星,會突然變亮幾千萬倍甚至幾億倍,這就是超新星。

除了恒星之外,還有一種雲霧似的天體,稱為星雲。星雲由極其稀薄的氣體和塵埃組成,形狀很不規則,如有名的獵戶座星雲。

在沒有恒星又沒有星雲的廣闊的星際空間裏,還有些什麼呢?是絕對的真空嗎?當然不是。那裏充滿著非常稀薄的星際氣體、星際塵埃、宇宙線和極其微弱的星際磁場。隨著科學技術的發展,人們必定可以發現越來越多的新天體。

(3) 銀河係及河外星係

隨著測距能力的逐步提高,人們逐漸在越來越大的尺度上對宇宙的結構建立了立體的觀念。這裏第一個重要的發展,是認識了銀河。它包含兩重含義,一是了解了銀河的形狀,二是認識了河外天體的存在。

銀河係是太陽所屬的一個龐大的恒星集團,約包括1011顆恒星。這種恒星集團叫星係。銀河係中大部分恒星分布成扁平的盤狀。盤的直徑為 25kpc(千秒差距,1秒差距=3.26光年=3.09億億米),厚度約為2kpc。盤的中心有一球狀隆起,稱為核球。盤的外部由幾條旋臂構成。太陽位於其中一條旋臂上,距離銀心約7kpc。銀盤上下有球狀的延展區,其中恒星分布較稀疏,稱為銀暈。暈的總質量約占整體的10%,直徑約為30kpc。我們的太陽,就其光度,質量和位置講,都隻是銀河係中一個極普通的成員。

此外重要的是,並非天穹上一切發光體都是銀河係的一部分。設想有一個類似銀河係的恒星集團,處於500kpc的距離上(銀河自身大小為 30kpc)。其表觀亮度與2pc遠處一顆類似太陽的恒星是一樣的。因此對天穹上的某個光點,隻有測定它的距離,才能區分它是銀河係內的恒星還是銀河係外的另一個星係。實際上,天穹上的大多數光點是銀河係的恒星,但也有相當大量的發光體是與銀河係類似的巨大恒星集團,曆史上曾被誤認為是星雲,我們稱它們為河外星係,現在已知道存在1000億個以上的星係,著名的仙女星係、大小麥哲倫星雲就是肉眼可見的河外星係。星係的普遍存在,表明它代表宇宙結構中的一個層次,從宇宙演化的角度看,它是比恒星更基本的層次。