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如何發現銀河背後的星系?

網友:我們的視線無法直接穿過銀河系盤,那麼我們要如何確定銀河系盤另一側是否存在離我們很近的星系呢?

回答:問得好!事實上,最近一次在本星系群中發現的星系是20世紀90年代後期發現的人馬矮星系(the Sagittarius Dwarf),這是一個離銀河系很近的小星系,但從我們在地球上的視點看不見它。

天文學家們可以通過很多方法推測銀河系背後是否存在小星系,這些方法都涉及到觀察光學之外的其他波長,原因正如你所說:銀河系另一端的可見光會被銀河系盤中的塵埃吸收,從而無法被我們看到。不過這也不是什麼大問題,我們還可以探測波長較長的光線,雖然肉眼看不到,但是用專門設計的望遠鏡就可以看見它們。

事實上,光的波長越長受到銀河系塵埃的阻礙就越少,而無線電波長則是完全不會受到阻礙的!所以如果想要探測到銀河系圓盤另一側的星系,第一步就是使用射電望遠鏡探測探測其波動不同於銀河系的氣體。但是如果星系離銀河系太近,這種方法也無法奏效,因為這時該星系的波動和銀河系的氣體波動混雜在一起,使它們難以被區分出來(這也是為什麼一開始人們沒能用射電望遠鏡發現人馬矮星系的原因)。

另一種方法是嘗試在紅外線中探測小星系的恆星(紅外線波長比可見光波長,但比無線電波短)。雖然塵埃對紅外線仍有一定的遮蔽作用,但只要使用更靈敏的望遠鏡,我們就有可能發現銀河系盤之外其他星系內的恆星。

銀河系背後可能還存在尚未發現的比人馬矮星系更小、離我們更近的星系。探測這些星系將成為超靈敏射電望遠鏡和紅外望遠鏡所要面臨的重大挑戰!

在2003年11月4日發表的一篇報道中,天文學家們宣佈他們發現了一個潛伏在銀河系盤背後的星系——大犬矮星系,甚至比人馬矮星系更靠近銀河系。我們的確在不斷髮現更靠近我們的鄰近星系!

相關知識解釋

銀河系是我們的太陽系所在的星系。這個名稱描述了我們從地球上看到的樣子:夜天中依靠裸眼無法單獨區分的星星組成的朦朧光帶。銀河這一說法翻譯自拉丁語中的via lactea,來源是希臘語。

由於我們處在其圓盤狀的結構內部,所以從地球上看到的銀河是帶狀的。1610年,伽利略·伽利萊首次使用望遠鏡分辨出銀河的光帶是由單個的星星構成的。直到20世紀20年代初,大多數天文學家都認為銀河系包含了宇宙中所有的星星。1920年天文學家哈洛·沙普利(Harlow Shapley)和希伯·柯蒂斯(Heber Curtis)之間進行世紀天文大辯論之後, 埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)的觀測結果顯示銀河系只是眾多星系之一而已。

銀河系是一個直徑在15萬至20萬光年(ly)之間的棒旋星系。據估計,銀河系包含1千億至4千億顆恆星及1千億顆以上的行星。太陽系位於獵戶臂(氣體和塵埃聚整合的旋臂之一)內緣距銀心半徑26490 (± 100)光年處。銀河系最內側1萬光年的恆星形成銀河系的核球,從核球輻射出一條或多條星系棒。銀心是名為人馬座A*的強射電源,推測可能是一個410萬 (± 3.4萬)倍太陽品質的特大品質黑洞。

(銀河系的基本藍圖。圖中文字自I象限起至IV象限分別為星系棒,人馬臂,獵戶射電支,英仙臂,外緣旋臂,半人馬臂。圖片來源:galaxymap)

銀心周圍很大一段距離範圍內的恆星和氣體以每秒約220千米的速度環繞銀心運動。它們恆定的旋轉速度並不符合開普勒定律,這就說明銀河系的很大一部分(大約90%)品質既不釋放也不吸收電磁輻射,是望遠鏡無法觀測到的。這種假定的品質被稱為“暗物質”。

太陽在其所在的半徑上的旋轉週期約為2.4億年。以河外為參考架,整個銀河系正以每秒600千米的速度移動著。銀河系中最古老的恆星幾乎和宇宙本身的年齡相當,說明它們很可能是在宇宙大爆炸的黑暗時期中形成的。

(我們周圍1億光年範圍的宇宙——室女超星系團,座標中心位置為本星系群。

銀河系和它的幾個伴星系都是本星系群的一部分,該星系群屬於室女超星系團,而室女超星系團本身則是拉尼亞凱亞超星系團中的一部分。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Kristine Spekkens- JoyceZ- astro

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