银河系

形成:

• 圆盘和光环的区别:

恒星的轨道，恒星的年龄，恒星中的金属含量，以及气体和尘埃的数量都是不同的

• 目前的理论认为，该星系是由巨大的气体云(原星系云)形成的。
• 光晕和第一代恒星是在这片云在引力作用下收缩时形成的

-第一代恒星缺乏金属

• 经过许多代恒星的形成，云慢慢变平，形成一个圆盘，其旋转速度加快

-气体和灰尘收集在磁盘

-气体富含重元素

太阳在银河系中的位置

• Harlow Shapley假设球状星团均匀地分布在银河系的中心

-球状星团的距离可以通过观察星团中的造父变星和RR天秤座获得

根据球状星团的分布，他确定了星系中心离太阳15kpc的距离

• 今天，我们知道球状星团以人马座的一个点为中心形成球状分布，距离太阳8kpc
• •他们发现太阳正以220千米/秒的速度绕着银河系中心绕着一个近乎圆形的轨道运行。太阳的轨道半径大约是28000英里

银河磁盘

• 直径约10万英尺，厚度约1000英尺
• 四个主要的螺旋臂和几个较短的臂段
• 年轻的和年老的，富含金属的恒星，气体和尘埃的混合物
• 沿着旋臂正在形成恒星的位置
• 气体和恒星在围绕中心的大致圆形轨道上运行

星系凸起

• 恒星中心直径约为10000光年的扁平球体
• 除了银河中心附近，主要包含古老的恒星
• 凸出部分的恒星、气体和尘埃的密度比盘中的要高
• 由于有许多红巨星和超巨星，所以颜色呈红色

银河晕

• 球状星团的球形分布决定了星系的光晕
• 直径约40万
• 其主要组成部分包括孤立的、古老的、缺乏金属的恒星和大约200个球状星团
• 几乎没有气体和尘埃，近期也没有恒星形成

星际尘埃

• 早期寻找太阳在银河系中的位置的努力受到了当时未知的星际尘埃的阻碍

-尘埃通过吸收和散射光子使星光变暗

-星际尘埃集中在银河系平面

-结果是在可见光(和紫外线)下看不到很远，人们看到的东西被错误地解释了

• 恒星看起来比实际要暗，所以用这种方法来确定距离是错误的(太大或太小?)

确定星系的质量

• 如果一个物体绕着一个巨大的质量运行，它的轨道速度就必须非常高(否则它就会朝这个质量落去)
• 相反，如果你可以测量轨道速度，你可以用它来确定它所绕的物体的质量

旋臂

• 圆盘中的螺旋结构是在使用射电望远镜绘制圆盘图时发现的

——这是因为射电望远镜对波长更长、不会被星际尘埃吸收的无线电波非常敏感

• 由于旋臂包含大量的气体云(和年轻的蓝色恒星)，而且气体云发射强烈的无线电波，射电测绘被证明是非常有用的

星际气体云主要包含中性氢(HI)

射电观测:中性氢原子在21厘米处发射一条强线

-自旋方向相同，原子作为一个整体处于更高的能量水平

-自旋方向相反，原子处于较低的能级

你好:当原子从高能能级变为低能能级时，它会发出21厘米波长的光子

黑洞

• 大质量恒星(>是太阳质量的8倍)的恒星残留物
• 当这样一颗大质量的恒星走到生命的尽头时，它会随着一场壮观的爆炸而消亡超新星
• 恒星90%的大气层(外壳)被排入星际空间，留下一个密度极高但体积极小的核心
• 这个核心密集的它会在自己的重量下坍塌。没有已知的力量可以阻止这一过程，整个核心坍缩成空间中的一个点——黑洞
• 如果一个对象非常接近对于黑洞来说，引力可能太大了，以至于它无法逃脱
• 在距离黑洞一定半径的地方，叫做Schwartzchild半径在美国，一个物体需要有光速才能逃脱

如。在美国，一个具有太阳质量的黑洞的Schwartzchild半径为3公里

• 在Schwartzchild半径内，即使是光也无法逃脱——因此得名
• 已知存在于许多星系的核中

星系核

• 被灰尘严重遮蔽
• 恒星密度是太阳附近的一百万倍

银河回收

• 这些气体与星际介质中的气体融合，并融入下一代恒星的形成——这是一个循环过程
• 因此，年轻的恒星比年老的恒星有更高的金属含量