银河系中心

篇一：银河系中心是什么

这是由数张钱德拉X射线天文台拍摄的银河系中心区域拼接而成的照片，在炽热气体的白光中包含着数百颗白矮星、中子星和黑洞。银河系中央的超大质量黑洞，就隐藏在图中央的白色斑点中。图中的颜色代表了X射线的能带——红色代表低能带，绿色代表中能带，蓝色代表高能带。

这张拼接照片提供一个新的视角，让人了解星系中央区域是如何在整体上影响星系演化的。对X射线数据的分析显示，气体的温度未必必须要达到1亿摄氏度。也许，1千万度就行了。

这些炽热的气体会进入星系的其他部分。外流的气体，夹杂着恒星毁灭时抛出的化学元素，逐渐进入星系的边缘地区。由于距离地球仅25000光年，

银河系中心为我们提供了一个研究星系核的理想场所。

篇二：银河系中心黑洞

银河系中心黑洞 天文学家对银河系中心的巨大黑洞进行了有史以来一个“最亲密接触”。在位于夏威夷、亚利桑那州和加利福尼亚州的3架望远镜通力合作下，他们对黑洞附近区域进行了解析度高达37微角秒的观测，相当于在24万英里(约合38万公里)远的地方观察到月球表面上的一个棒球。据悉，此次观测结果的解析度在天文学历史上是最高的。

观测报告主执笔人、麻省理工学院的谢弗德·杜勒曼(Sheperd Doeleman)表示：“这项技术让我们有机会对银河系中心的黑洞附近区域进行前所未有的观测。”联合执笔人、哈佛-史密松森天体物理学中心的乔纳森·韦恩特劳伯(Jonathan Weintroub)说：“在此之前，没有人对银河系中心进行过如此细致的观察。我们对黑洞的事件穹界(黑洞边界)进行了观测，任何事物都无法从这一区域逃脱，包括光线在内。”观测报告将刊登在9月4日出版的《自然》杂志上。

利用一种被称之为“甚长基线干涉测量”(以下简称VLBI)的技术，由杜勒曼挂帅的天文学家小组使用一个望远镜阵列对来自人马座A星的无线电波进行了研究。VLBI能够将来自多个望远镜的信号进行合并，相当于使用一架巨型望远镜，从而得到极高的解析度。

人马座A星发射的无线电波长为1.3毫米，相对于更大波长的无线电来说，它们能够更容易地逃离银河系中心。更长的波长往往受到星际散射影响。此时的散射就像是街灯周围的烟雾，在降低亮度的同时让细节变得模糊。VLBI通常只能对3.5毫米以上的波长进行观测，但通过创新性的仪器使用和分析技术，天文学家小组可以得到1.3毫米波长条件下的数据。 观测过程中，天文学家小组清楚地观察到银河系中心的结构，解析度高达37微角秒，相当于3000万英里(约合4828万公里)或者地日距离的大约三分之一。在3架望远镜帮助下，天文学家只能含糊地确定这个放射区的形状。未来的研究将帮助给出有关他们正在观察的黑洞周围一个光环(一个绕轨道运行的“热点”或者说一个喷射物质的区域)更为准确的答案。不管怎样，此次观测都是有史以来与黑洞的第一次“最亲密接触”，它的施瓦兹希尔德半径达到1000万英里(约合1609万公里)。

哈佛大学理论家亚韦·洛布(Avi Loeb)评价说：“这是一份具有开创性的观测报告，说明如此高解析度的观测是可以做到的，同时也打开了探测黑洞附近时空结构的一扇新窗口并验证爱因斯坦的重力理论。”洛布并没有参与此次观测。

2006年，洛布和同事艾弗里·罗德里克(Avery Broderick)研究了，如何利用对银河系中心

进行超高清晰成象寻找“潜伏”在那里的超大质量黑洞的阴影或者轮廓，以及内部包含被吸入黑洞的物质的“热区”。现在，天文学家正计划对这些在理论上做出的假设加以验证。韦恩特劳伯说：“这是一次极不寻常的观测，观测结果证实1.3毫米波长下的VLBI技术具有巨大的潜在用途，可以用于探测银河系中心，同时也可研究类似条件下的其它现象。”

篇三：银河系中心黑洞质量

银河系中心黑洞质量

银河系所有恒星绕银河系中心旋转, 几条旋臂构成漩涡形. 它们运动轨迹表明它们同样受到一个来自银河系中心方向的引力作用。 只有质量巨大的黑洞才能产生如此大的引力作用。

月球绕地球公转, 平均公转半径ｒ=0.0384×101o米, 平均公转速度ｖ=1019米/秒。引力常量Ｇ=6.67×ˉ1110牛顿·米／千克，地球质量为Ｍ，月球质量为ｍ，地球对月球的引力Ｆ=ＧＭｍ／ｒ2，月球公转时的向心力Ｆ=ｍｖ2／ｒ。 月球受到的引力等于向心力: ＧＭｍ／ｒ2=ｍｖ2/ｒ, 由此得地球质量Ｍ=ｖ2ｒ/Ｇ=(10192×0.0384×101o/6.67×10ˉ11=59.8×1023千克。通过月球的公转速度和半径以及引力常量计算出来的地球质量与实际相符。

同理，地球绕太阳公转, 平均公转半径Ｒ=1.5×1011米, 平均公转速度ｖ=29.75千米/秒。 太阳的质量Ｍ=v 2Ｒ/Ｇ=297502×1.5×1011/6.67×10ˉ11=1.99×103o千克。通过地球的公转半径和速度可以计算出的太阳质量。

太阳距离银河系中心Ｒ=2.5×102o米(2.64万光年), 太阳平均公转速度v=250千米/秒。通过太阳的公转速度和半径同样可以计算出去银河系中心黑洞质量，即Ｍ=v 2r/Ｇ=2500002×2.5×102o/6.67×10ˉ11=2.343×10?41千克, 这大约相当于1180亿个太阳的质量, 与银河系所有恒星的总质量相接近。

部分恒星绕星团中心转动，星团又绕着银心转动。说明星团中心有可能存在质量比黑洞小一级的中子星。中子星质量越大吸收和束缚光和其它电磁波的能力越强，亮度越小。中子星只有在撕碎吸收附近的恒星时才可能发出电磁波，其余时侯难以被观测到。中子是“中空” 的粒子，中子星质量达到－个极限时必将因此发生引力塌陷，形成由体积更小的“实心” 的基本粒子构成的黑洞，中子星的最大质量就是黑洞的最小质量。因此普通恒星会绕着星团转，星团绕着银心转。

作者赵万彬

篇四：天文学银河系论文

探秘银河系的中心

作 者：程旭

班 级：遥感科学与技术

学 号：201105070205

指导老师：李墨萍

成都理工大学地球科学学院

探秘银河中心

摘要 银河系（the Milky Way 或Galaxy）是太阳系所在的天体系统，包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。科学家发现银河系经历了漫长的过程。时至今日，科学家仍未对银河系大部分了解掌握，尤其是银河系的中心（银心），充满未知的迷雾，争论众多。

本文将详细的对银河系中心从其发现到进一步深层次的揭秘进行介绍描述，带领读者了解，这20世纪天文界的伟大发现。

关键字： 天文学、银河系、Galaxy、中心

centre of the galaxy

Abstract

Galaxy where the celestial system is the solar system, including one hundred and twenty billion stars and a large number of star clusters, nebulae, as well as various types of interstellar gas and interstellar dust. Scientists have discovered the Milky Way through a long process. Today, most scientists have yet to understand the galaxy, especially the center of the galaxy (Galaxy center), full of unknown fog, many argue.

This article will detail their findings on the center of the galaxy to conduct further depth introduction Secret description leads the reader to understand, this 20th century, the great astronomical discoveries.

Key words：Astronomy,Milky, Galaxy,center

1 科学进步——银河系中心的发现

18 世纪的天文学家认为, 太阳和天空中所有的恒星构成了银河系, 而太阳就处在银河系的中心。这一设想在19 世纪被科学家沙普利推翻了。他研究发现, 银河系的中心不在太阳, 而是趋于人马座的一点。起初，人们用光学望远镜企图窥测到银河系中心的秘密，尽管人们有能力把光学望远镜造得越来越大，能够望得越来越远，但仍然看不见银河系中心真面目。后来才弄清了这一原因，那是因为银心附近布满了大量的尘埃，这些尘埃就像一片白朦朦的大雾或刮起的黄朦朦的沙尘暴一样，可以遮挡住人们的视线。 近几十年以来，红外天文学、射电天文学和x射线天文学的飞速发展，给天文学家探测银河系中心的奥秘提供了新

的观测工具和手段，因为红外线、射电波和x射线均可以穿过尘埃屏障。这样，来自银河系中心的红外线、射电波和x射线，就像是从银河系中心出发的使者，可给 们带来银河系中心的一些重要信息。

银河系的中心也就是银河系的自转轴与银道面的交点，而银河系的核球即银核是在人马星座方向。用赤经、赤纬来表示的话，它2000年时在赤经17度45.6分，赤纬－29°00′，这一“点”就在人马座伽马星西北不远，靠近蛇夫座和天蝎座边界附近。至此, 人们似乎已经发现了银河系中心的秘密, 然而, 不断出现的新的观测结果迫使人们做出更深入的思考。

2 百家争鸣——银河系中心的探知

科学家们通过观测发现，来自银河系中心的红外辐射、射电辐射和x射线辐射相比，比其他区域都强大得多。人们猜测，银河系中心可能不是简单的恒星密集，是什么状况也难下结论。至1971年，两位英国天文学家在分析了对银河系中心区的观测结果后指出，它的中心应该是一个有着一定质量的“黑洞”。他们预言，如果他们所提出的假说是正确的话，那么，银河系中心还应该有一个强射电源，并且这个强射电源发出的辐射应该是同步加速的。几年之后，人们果然在银河系中心方向发现了这样一个发出强烈同步加速辐射的强射电源，它就是人马座a，是所知银河系内最大的射电源。一些人据此判断，人马座a极有可能就是一个大质量的“黑洞”，但是一些人认为只能暂时将它看作是大质量“黑洞”的最佳候选者，但时至今日，仍有一些科学家坚持银河系中心可能是密度极高的恒星集团，并非是什么超巨“黑洞”。他们认为，对于银河系中心存在强射电辐射和红外辐射这种现象，用其他非黑洞理论解释也能说明，譬如恒星之间频繁、剧烈的碰撞或许也能产生人们已经观测到的那些现象。其次，人们对银河系中心的情况了解得确实太小，比如，银心发出的可见光 们完全看不到，而实际上恒星物质的辐射大部分都是在可见光波段。如此一来，在只看到一个物体的很小部分时，就想对整个庞然大物进行整体描述，有如瞎子摸象，肯定会出现差错。因此银河系中心是否有黑洞，其真实的分布状况究竟如何，在没有充分观测证据的情况下，还无法下最后的结论。

3 有据可循——超巨黑洞说的肯定

欧洲科学家宣布了银河系中心存在超巨黑洞的最佳证据。他们说，过去20年中，科学家们一直在观测银河系中心一些星体的活动情况，尤其对一颗名为S2的星体的运行轨道进行了跟踪研究，最终得出结论：S2附近确实存在一个巨型黑洞。质量是太阳7倍的S2，以每小时1.8亿公里的高速每15.2年绕银河系中心一周。之所以如此高速，是因为它周围存在黑洞，“害怕”被黑洞“吞噬”。经过计算，这一黑洞距地球2.6万光年，质量是太阳的370万倍。

宇宙中所有的大型星系中心都有一个超大质量黑洞。超大质量黑洞大多是在130亿年前的早期宇宙中形成的，那时宇宙充斥着大爆炸时期残留的气体云，一些区域用浓稠的星际气体，从而形成了数千万颗恒星。最初的恒星中多数都是超大质量恒星，它们温度极高，燃烧速度也快，它们在死亡时留下了大量的黑洞。

引力将许多黑洞牵引到了一起，在早期宇宙中它们相互合并，形成更大的黑洞，束缚住越来越多的星际气体。气体云在围绕黑洞旋转的过程中演化了数以亿计的恒星，形成了现在的星系。这个超大质量黑洞是整个星系的引力核心，它的引力牵引着该星系中所有的恒星绕自身公转。如果没有这个黑洞，整个星系的结构就会散架。

4 深入考验——中心黑洞不只一个

当一颗恒星正在太空无穿行, 突然, 一个黑洞迎面出现, 眼看就要将其吞噬。令人惊异的是, 这个恒星竟然以极快的速度从黑洞旁边掠过, 瞬时逃亡于茫茫宇宙中。这颗诡异的恒星可不是凭空杜撰出来的, 它在1600 万年前确实曾经从黑洞的魔掌中逃脱过。而当它经过地球附近时, 它的行踪被一名科学家偶然捕捉到了。一般恒星的运行速度最多不会超过每秒240 千米, 而科学家发现的这颗恒星正以每秒850 千米的速度疾驰, 这足以使它逃离银河系的束缚。

科学家根据它的运行轨迹推测, 这颗超速恒星很可能来自银河系的中心, 是从银河系的中心逃逸出来的。那么它为什么没有被超级黑洞所吸引甚至吞噬, 反而能安全地离开呢? 以前人们认为, 这颗恒星曾是一个双星系统的一部分。当这对双星过于靠近银河系中心的黑洞时, 强烈的引力就会将这对双星拆开, 俘获一颗恒星, 同时将另一颗恒星以极大的速度向外抛出。现在, 科学家有了更大胆的假设, 可能银河系中心不止一个黑洞, 而是两个! 超速恒星就是从银河系中心被这两个黑洞抛出来的! 美国科学家杰克·希尔斯就曾经详细讨论过两个黑洞同时作用, 使恒星加速的情况。恒星正是在两个黑洞的共同作用下才有了足以逃脱银河系的惊人速度。

这真是令人匪夷所思! 黑洞不仅放弃了它对恒星引以为傲的强大吸引, 反而慷慨地赠与了恒星冲出银河系的自由。究竟是两个黑洞兄弟有意为之,合力塑造了超速恒星, 还是“ 鹬蚌相争, 渔翁得利”,恒星在黑洞兄弟的斗争中钻了空子, 才获得了惊人的速度? 现在还没有明确的答案。科学家目前一共观测到9 颗这样的超速恒星逃离了银河系, 研究人员估计今年还会发现10 多颗。并且人们已经掌握了越来越多的信息, 比如, 如果一大团恒星盘旋着落向银河系的中心黑洞, 就会有许多恒星在差不多同一个时刻被抛掷出来。每一颗已知的超速恒星都是在不同的时刻离开星系中心的, 所以应该不曾出现过一次超速恒星的大爆发。

随着人们对超速恒星的继续追踪研究, 或许真的能给我们带来关于银河系中心的崭新的图景。

参考文献

1. 百度百科，银河系中心

2. 白维家．银河系中心的秘密[j]．宇宙探索UNIVERSE

3. 朱维和．银河中心的黑洞[j]．《大自然探索》1987年04期

4. 沈志强．银河系中心超大质量黑洞[j]．PHYSICS 2007, 36(12)

5. 无．银河系中心存在黑洞的进一步证据 [j]．物理通报 2002

6. 无．银河系中心存在超大黑洞天文学家又有新证据 [j]．物理通报 2005

篇五：银河系

银河图册

银河系英文名称为 The Milky Way galaxy 或The Milky Way system。

银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘，整个圆盘的直径约为10万光年，太阳系位于距银河系中心约2.6万光年处。鼓起处为银心是恒星密集区，故望去白茫茫的一片。银河系俯视呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。比较大的旋臂有4条，但研究表明主要的旋臂只有两条，另两条都未发育完全)有十几万光年。中间最厚的部分约12000光年。

太阳位于一条叫做猎户臂的支臂上，距离银河系中心约2.64万光年，逆时针旋转（太阳绕银心旋转一周约需要2.5亿年）。银河系的发现经历了漫长的过程。望远镜发明后，伽利略首先用望远镜观测银河，发现银河由恒星组成。而后，T.赖特、I.康德、J.H.朗伯等认为，银河和全部恒星可能集合成一个巨大的恒星系统。

18世纪后期，F.W.赫歇尔用自制的反射望远镜开始恒星计数的观测，以确定恒星系统的结构和大小，他断言恒星系统呈扁盘状，太阳离盘

中心不远。他去世后，其子J.F.赫歇尔继承父业，继续进行深入研究，把恒星计数的工作扩展到南天。

20世纪初，天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。J.

C.卡普坦应用统计视差的方法测定恒星的平均距离，结合恒星计数，得出了一个银河系模型。在这个模型里，太阳居中，银河系呈圆盘状，直径8千秒差距，厚2千秒差距。H.沙普利应用造父变星的周光关系，测定球状星团的距离，从球状星团的分布来研究银河系的结构和大小。他提出的模型是：银河系是一个透镜状的恒星系统，太阳不在中心。沙普利得出，银河系直径80千秒差距，太阳离银心20千秒差距。这些数值太大，因为沙普利在计算距离时未计入星际消光。 20世纪20年代，银河系自转被发现以后，沙普利的银河系模型得到公认。银河系是一个巨型棒旋星系（漩涡星系的一种），Sb型，共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。银河系整体作较差自转，太阳处自转速度约220千米/秒，太阳绕银心运转一周约2.5亿年。 银河系的目视绝对星等为－20.5等，银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍，大致10倍于银河系全部恒星质量的总和。这是我们银河系中存在范围远远超出明亮恒星盘的暗物质的强有力证据。关于银河系的年龄，普遍认为银河系在宇宙大爆炸之后不久就诞生了，用这种方法计算出银河系的年龄大概在145亿岁左右，上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙大爆炸大约发生137亿年前。另一说法，银河直径约为8万光年。

银河系图册

1750年—英国天文学家赖特（Wright Thomas）认为银河系是扁平的。

1755年—德国哲学家康德提出了恒星和银河之间可能会组成一个巨大的天体系统；随后的德国数学家郎伯特（Lambert Johann heinrich）也提出了类似的假设。

1785年—英国天文学家威廉2赫歇耳用“数星星”的方法绘制了一张银河图，在赫歇耳的银河图里，银河系是偏平的，被群星环绕，其长度为7000光年，宽1400光年。我们的太阳处在银河系的中心，这是人类建立的第一个银河系模型，它虽然很不完善，但使人类的视野从太阳系扩展到银河系广袤的恒星世界中。

1845年—罗斯勋爵发现第一个漩涡星系M51。

1852年—美国天文学家史帝芬2亚历山大声称银河系是一个漩涡星系，却拿不出证据加以证明。

1869年—英国天文学作家理查2普洛托克提出相同的见解，但一样无法证实。

1900年—荷兰天文学作家科内利斯2伊斯顿公布银河系漩涡结构图，然而旋臂及银心都画错了。

1913年—科内利斯2伊斯顿再度公布错误的银河系漩涡结构图。

1917年，美国天文学家沙普利（Harlow Shapley）用威尔逊山天文台的2.5米反射望远镜研究当时已知的100个球状星团，通过观测其中的造父变星来确定这些球状星团的距离。他发现其中有1/3位于人马座内，其余的则基本上位于以人马座为中心的半个天球上。他认为球状星团分布的这种表面上的不称性，正是由于太阳不在银河系中心所造成的，提出太阳系应该位于银河系的边缘。

1922～1924年哈勃发现，星云并非都在银河系内。哈勃在分析M31仙女座大星云一批造父变星的亮度以后断定，这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年，因而一定位于银河系外。这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。 1926年—瑞典天文学家林得2布拉德（Lindblad Bertil）分析出银河系也在自转。

1927年，荷兰天文学家奥尔特定量地测出了银河系的较差自转，进一步证明太阳确实不在银河系中心。恒星围绕银心旋转就像行星围绕太阳一样，并且距银心近的恒星运动得快，距离远的运动得慢。他算出太阳绕银心的公转速度为每秒220 公里，绕银心一周要花2.5 亿年。简2奥尔特证实了银河系是个漩涡星系，而且各旋臂越缠越紧。他还发现在银河系中心，气体云向外移动。

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