我们离我们的邻居有多近?
难以想象的大太阳只是构成我们银河系的 200,000,000,000 颗恒星中的一颗(本身就是众多恒星中的一颗)。
不幸的是,我们这些生活在北半球的人看不到最近的两个星系,称为麦哲伦星云,它们有点像银河系的两个卫星星系。
在北方的天空中,我们可以用肉眼看到两个星系。仙女座星系 M31 是一个微弱的模糊斑块,用双筒望远镜显示为透镜状物体。它是一个与我们相似的星系,距离约 200 万光年。它有两颗矮椭圆卫星,用小望远镜就可以看到。
另一个星系(三角座中的 M33)虽然与仙女座星系的距离相似,但更难看到。
在漆黑的夜晚,我们经常可以看到一条光带横跨天空。我们将这条带称为银河系,它由一串恒星组成,其中大部分恒星都太暗而无法辨认,因此我们将它们的组合光视为微弱的辉光。
这个带是我们银河系盘面的平面。太阳是构成我们银河系的大约 200,000,000,000 颗恒星的一个,相当微弱的例子。这些恒星大多聚集成一个扁平的圆盘,其中心有一个凸起。太阳位于这个圆盘中,大约从中心到边缘的三分之二。当我们看夜空时,当我们沿着这个圆盘的平面看时,我们会看到银河系,而当我们从平面外的其他方向看时,我们看到的星星要少得多。
我们银河系的规模是巨大的;光穿过银河系需要大约 100,000 年的时间。
我们的银河系有年轻恒星和气体的臂,它们似乎从中心盘旋而出。事实上,这些旋臂中的物体几乎是围绕银河系中心运行的圆形轨道。太阳大约需要 2 亿年才能完成围绕中心的轨道运行。大约 30% 的星系都有旋臂。
螺旋星系富含气体和尘埃。有些是正面朝上的,因此旋臂很容易被看到,而另一些则是正面朝上的。
大多数星系没有螺旋特征,也没有扁平的圆盘;它们采用椭圆体的形式。它们只显示了年轻恒星、尘埃或气体的少量证据。它们的大小非常不同,从质量大约是太阳的 100 万倍的巨型椭圆到质量更接近球状星团的矮椭圆。
一些星系既不是椭球体也不是螺旋体。其中一些显然是由于附近另一个星系的存在而被潮汐扭曲的物体,但也有一些物体,例如麦哲伦星云,它们的结构几乎没有对称性。
像天空一样蓝
一些星系显示出从其核附近产生大量能量的证据。这些通常是强大的无线电发射器。其他星系拥有如此高能的原子核,以至于我们只能看到明亮的原子核,而看不到下面的星系;我们称这些天体为类星体(quasi-stellar objects)。
许多天文学家认为,这些天体中心存在黑洞是解释它们的本质所必需的。因为它们是宇宙中已知的最亮的物体,所以类星体是距离我们最远的物体也就不足为奇了。已知的最远距离如此遥远,以至于我们看到的来自它们的光一定起源于宇宙只有现在年龄的十分之一。
最好的估计表明,宇宙中至少有 70 亿颗(70 六亿或 7 × 1022)颗恒星。宇宙可能包含超过 10 亿个(1000 亿或 1011 个)星系。