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天文科普知識(shí)：銀河系究竟有多大？
我們太陽系所在的銀河系的年齡有多大了呢？有什么方法可以用來測(cè)定它的年齡呢？天文學(xué)家根據(jù)已知長(zhǎng)壽命放射性核的衰變時(shí)間(即半衰期),從某些放射性中子俘獲元素的豐度數(shù)據(jù)可以測(cè)定銀河系中最年老恒星的年齡，從而測(cè)定出銀河的年齡，這種放射性年齡測(cè)定方法稱為核紀(jì)年法。例如，釷的半衰期是140億年左右。用當(dāng)代最大的天文望遠(yuǎn)鏡，加上高分辨率光譜儀，已經(jīng)能夠檢測(cè)到恒星的釷，并做出相應(yīng)的年齡估計(jì)。當(dāng)然，這些恒星還不是銀河系中最早形成的恒星。銀河系中的第一代恒星具有非常大的質(zhì)量超過太陽質(zhì)量的100倍。
在這樣的恒星內(nèi)部，核聚變反應(yīng)極其快速，甚至只持續(xù)幾百萬年，因此，這些最早形成的恒星已經(jīng)死亡、消失了很長(zhǎng)時(shí)間。但是，與銀河系的年齡相比，由于它們的形成時(shí)間與人們今天在銀河系中觀測(cè)到的最年老恒星的形成時(shí)間之差完全可忽略不計(jì)，因此，可以把這些最年老恒星的年齡看作銀河系的年齡。從大爆炸算起，宇宙的年齡在138億年左右。假定從大爆炸到銀河系形成所相隔的時(shí)間為10億年，那么上述由核紀(jì)年法測(cè)定的銀河系年齡與宇宙年齡是一樣的。
銀河系長(zhǎng)什么樣？
20世紀(jì)20年代，銀河系自轉(zhuǎn)被發(fā)現(xiàn)后，沙普利的銀河系模型得到公認(rèn)。銀河系是一個(gè)巨型棒旋星系(漩渦星系的一種),Sb型，共有4條旋臂，包含1200億顆恒星和大量的星團(tuán)、星云，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃，它的總質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1400億倍。在銀河系里大多數(shù)的恒星集中在一個(gè)扁球狀的空間范圍內(nèi)，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”,半徑約為6000光年。核球的中部叫“銀核”,四周叫“銀盤。
在銀盤外面有一個(gè)更大的球形，那里星少、密度小，稱為“銀暈”,直徑為80000光年銀河系物質(zhì)約90%集中在恒星內(nèi)。恒星的種類繁多，按照恒星的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、空間分布和運(yùn)動(dòng)特征，恒星可以分為5個(gè)星族。最年輕的極端星族I恒星主要分布在銀盤里的旋臂上，最年老的極端星族Ⅱ恒星則主要分布在銀暈里。恒星常聚集成團(tuán)，除了大量的雙星外，銀河系里已發(fā)現(xiàn)了1000多個(gè)星團(tuán)。銀河系里還有氣體和塵埃，其含量約占銀河系總質(zhì)量的10%,氣體和塵埃的分布不均勻，有的聚集為星云，有的則散布在星際空間。
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