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银河系究竟有多大?三个维度解析宇宙中的"巨无霸"

创作时间:
作者:
@小白创作中心

银河系究竟有多大?三个维度解析宇宙中的"巨无霸"

引用
网易
1.
https://www.163.com/dy/article/J1IR54Q30532N2U4.html

在晴朗的夜晚,当我们仰望星空,总会被那条横跨天际的微弱光带所吸引。这条光带就是我们熟悉的银河,它不仅是夜空中一道亮丽的风景线,更是宇宙中一个庞大星系的缩影。那么,这个被称为"银河系"的星系究竟有多大?让我们从空间、质量和引力三个方面来一探究竟。


银河系

空间:从银盘到银晕

我们通常所说的银河系直径为10万光年,这个数据实际上只是银河系银盘的直径。银盘中心的厚度约为10000光年,而到了边缘地带则减至1000光年。一些天文学家的研究甚至认为银盘的直径可能达到18万光年。

然而,银河系并不仅仅由银盘构成。在银盘之外,还存在着一个巨大的结构——银晕。银晕是一个包裹在银河系外部的球状光晕,其中包含了许多由古老恒星组成的球状星团。例如,著名的武仙座球状星团(M13)就位于银晕之中,距离地球约22200光年,直径约150光年,包含约100万颗古老恒星。


银河系和银晕

银晕中还包含温度高达250万摄氏度的炽热气体以及大量的暗物质。科学家估计,暗物质的质量是银河系普通物质的5~10倍,是银河系中不可忽视的存在。银晕的半径范围从银心处向各个方向延伸了大约20万光年,甚至更远。因此,包含了银晕的银河系直径至少为40万光年,这才是银河系的真正大小。


位于银晕中的武仙座球状星团

为了帮助读者更好地理解这个尺度,我们可以打个比方:如果将半径约为1光年的太阳系比作一枚1元钱的硬币,那么银河系银盘面就相当于1.7个故宫大小,而包含银晕的整个银河系平面面积则相当于27个故宫。这足以让我们感受到人类在宇宙中的渺小。

质量:暗物质的主导

银河系中的恒星数量在2000~4000亿颗之间,这些恒星大多位于银盘之中,也有一些以星团的形式位于银晕之中。除了恒星,银河系中还有数量众多的行星、星际尘埃和气体以及暗物质。

科学家目前较为认可的银河系质量范围大约为太阳质量的1万亿1.75万亿倍。然而,银河系中的数千亿颗恒星的总质量在460亿643亿倍太阳质量之间,只占了银河系总质量的很小一部分。银河系的大部分质量来自暗物质,它们虽然神秘且"看不见"、"摸不着",却对星系的稳定起着重要作用。


银河

为了帮助读者理解这个质量概念,我们可以再次打个比方:如果太阳的重量只有1克,也就是差不多一粒花生米的重量,那么整个银河系的质量就有100万吨,这相当于1万头体重100吨的蓝鲸。

引力:银河系的"吸尘器"效应

银河系的引力范围同样令人惊叹。太阳的引力范围延伸到了一光年以外的地方,而拥有巨大质量的银河系则影响着更远的天体。不仅仅是银河系内部的数千亿颗恒星在围绕着银河系中心转动,银河系周围的一些小型星系也受到银河系引力的影响,像卫星一样围绕着银河系转动,成为了银河系的伴星系。


大麦哲伦星系

例如,在南半球天空中肉眼可见的大小麦哲伦星系,它们距离地球分别为16.3万光年和20万光年,质量分别为太阳的100亿倍和70亿倍。此外,银河系至少还有12个伴星系,包括大犬矮星系、人马矮星系、小熊矮星系等。


人马矮星系(图中银河系左下方)

这些伴星系最终会在银河系引力的撕扯下与银河系发生合并,成为银河系的一部分。在这个过程中,银河系会变得越来越大。因此,银河系可以被比喻为一个巨大的"吸尘器",凡是靠近银河系的小型星系都会被其清理并收入其中。

通过这三个维度的介绍,我们对银河系的规模有了更全面的认识。这个庞大的星系不仅在空间上横跨40万光年,拥有数以千亿计的恒星,其引力范围更是延伸到了数十万光年之外。在浩瀚的宇宙中,银河系无疑是极其壮观的存在,而人类在其中则显得格外渺小。

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