银河系的真面目

　　提到银河，我们会想到牛郎织女的传说——“迢迢牵牛星，皎皎河汉女”，牛郎与织女在银河的阻隔下久久不能相见。在西方，人们想象银河是希腊神话中天后赫拉洒在空中的乳汁，于是把银河称为“牛奶之路”。银河看上去就像一条淡淡的白色光带横贯于夜空，在没有望远镜的年代，人们以为银河是一种大气现象。直到1610年，伽利略第一次把望远镜指向银河，才发现原来银河是由无数颗恒星组成的天体系统。在20世纪20年代以前，大部分天文学家还认为银河系包含了宇宙中所有的恒星。直到爱德文·哈勃通过观测研究提出银河系其实只是宇宙中众多星系之一，人们才对宇宙的宏大有了更进一步的认知。
　　“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，因为我们的地球家园处在太阳系之中，太阳系又包含在银河系里，所以身处银河系中的我们，很难窥探银河系的全貌。不过，浩瀚的宇宙遍布着各种形态的星系，通过观测研究它们的生命历程，银河系的面貌在我们的眼前逐渐清晰起来。
　　如果从侧面观察银河系，银河系大概像一个中间厚两边薄的飞碟，其中央凸起的扁球体叫作核球，核球的中心也就是整个银河系的核心，叫作银心;扁平的区域被称为银盘;银盘的四周散布着球状星团;这些球状星团是银河系中最年老的天体，绕着银心旋转，它们和其他一些物质组成了银晕。

　　如果俯视银河系，银河系看起来就像一个大旋涡，伸展着几条旋臂。整个银河系都在自转，旋臂也在银盘上转动。旋臂是孕育恒星的摇篮，当尘埃、分子云等物质进入旋臂时，这些物质会被旋臂的旋涡密度波压缩，形成扰动，这样就有机会形成新的恒星了。

地球人眼中的银河系

　　以太阳这颗恒星为中心的太阳系处于猎户旋臂之中，围绕银河系中心转动，速度大约是220千米/秒，周期大约是2.7亿年。由于太阳系位于银盘的边缘，离银心较远，从地球上观测，朝向银盘方向的恒星多，垂直于银盘面方向的恒星少，所以我们观测到的银河呈带状。
　　银河系包含约2000亿～4000亿颗恒星和至少1000亿颗行星。那么庞大的恒星集团，我们在地球上看应该十分明亮才对，但是为什么肉眼看去银河只是淡淡的白色？通过相机长时间曝光拍摄到的银河照片，我们可以看到无数恒星、星云的色彩被显示出来。在照片中，我们还可以看到银河中的黑色带状区域，看上去就像银河的“裂缝”。这个黑色带状区域其实布满了尘埃和分子云，就是它们将大部分恒星遮挡住，使银河看上去暗淡了许多。

银河中有什么？

　　目前，天文学家通过探测得出整个银河系的质量大约是太阳质量的1.5万亿倍，其直径约为10万光年。不过，银河系所有恒星、星团、星云等明亮天体的质量总和只占整个银河系的10%，剩下的90%都是神秘的暗物质！我们目前还无法理解这些暗物质究竟是什么，它们仍然是天文学领域的未解之谜。不过，相信随着天文学的发展，我们终将解开这个谜团。

　　银河系那么庞大的天体系统，它的中心到底是什么呢？在地球上观测，银心正好位于人马座方向。不过由于银盘中尘埃、气体等物质的遮挡，我们无法通过肉眼或光学望远镜欣赏银心的壮观景象，只能通过其他波段望远镜进行探测。天文学家结合射电、红外、X射线、伽马射线的观测资料，逐渐揭开了银河中心的神秘面纱。
　　银河系中心附近是银河系恒星最密集的区域，这里聚集了大量的恒星群。此外，这里还有大量电离气体和尘埃，天文学家探测到银心处的电离气体高速转动，并证实了银心处有一个超大质量的黑洞！其质量约为太阳质量的400万倍，黑洞巨大的引力在吸引物质的过程中释放出巨大的能量。正是因为黑洞产生的巨大引力，银心附近的恒星才那么活跃，银河系中心的亮度才那么高。

多姿多彩的河外星系

　　银河系中有各种天体，但不可能再包含另一个星系，所以银河系外的星系都被称为河外星系。河外星系有很多种形态，有些和星云、星团很像。曾经，人们就误把仙女座大星系看成了星云，还将其命名为仙女座星云。直到天文学家哈勃测定了这个天体的距离后，发现它远在银河系之外，是和银河系一样级别的庞大星系，人们才纠正了命名。随后，哈勃在观测了大量星系后，在1926年提出了星系分类法，按照形态将星系分成了四类：椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系和不规则星系。 　　椭圆星系比较容易辨认，用字母E表示，搭配0～7的数字，表示了8种形状。从E0到E7，星系的形状由正圆逐渐变为椭圆。椭圆星系没有旋臂，也没有明显的星系盘。比较常见的椭圆星系有M49、M59、M60、M87、NGC4125等。

　　旋涡星系有明显的旋涡结构，星系中心为球状或椭球状，有两条或两条以上的旋臂。旋涡星系用字母S表示，根据核球的大小和旋臂松紧程度，分为Sa、Sb、Sc三个类型。通过观察发现，Sa的核球最大，旋臂卷得最紧。Sc的核球比较小，旋臂最松散。上文提到的仙女座大星系就属于旋涡星系，除此之外还有M74、M81、M101、M104、M51a、NGC300、NGC772等。

　　在E7椭圆星系和Sa旋涡星系之间还有一种过渡星系，被称为透镜星系，用S0表示。这种星系的核球比E7更扁，还没有出现或刚要出现旋臂。
　　棒旋星系与旋涡星系的区别在于中心部分的形状，旋涡星系的核球是球状的，而棒旋星系的核球是棒状的。同样按照旋臂的松紧程度，棒旋星系可分为SBa、SBb和SBc三个类型。我们的银河系曾一度被认为是旋涡星系，直到发现它的棒状结构，人们才确定它是一个棒旋星系。那你认为银河系是棒旋星系中的哪一类呢？通常，它会被归类为SBb或SBc。除了我们所处的星系外，典型的棒旋星系还有M91、M95、NGC1097、NGC1300、NGC1672、NGC2536、NGC2903等。

　　不规则星系用字母Irr表示，这个类型包罗万象，只要无法归到上述三类星系的，都被归为此类。不规则星系没有中心核球，也没有旋涡结构和旋臂，形状多样。比较典型的是曾经也被误认为是星云的“大、小麦哲伦云”，除此之外还有M82、NGC1427A等。

　　天文学家们统计已经观测到的星系，发现不规则星系约占所有星系的3%，椭圆星系约占20%，其余都是旋涡星系或棒旋星系。可见，星系的主要形态就是旋涡状或棒旋状。
　　说到这里，你可能会问：为什么星系会呈现不同的形状呢？目前，关于星系如何形成的物理理论尚无定论，不过科学界普遍认为绝大多数螺旋星系是由旋转的气体、尘埃云构成。万有引力也会促使星系不断旋转，杂乱无章的体系就在旋转过程中被拉成一个扁平的平面。随着时间的推移，由于摩擦导致的能量损失以及万有引力的作用，星系还会被迫收缩。当旋转的物体收缩时，它会旋转得更快。你可以想象花样滑冰运动员在冰场上高速旋转时，是不是越收缩身体旋转得越快！旋臂的种类就与旋转速率相关，旋转速率越快的星系，其旋臂越紧密;而旋转缓慢的星系则拥有更长且疏松的旋臂。

　　对于整个宇宙来说，银河系犹如沧海一粟，而我们的地球更是万分渺小、微不足道。不过，正是生活在“渺小”的地球上的人类，凭着智慧和日复一日的观察研究，一点点展开了宇宙这幅巨大的天体画卷。这幅画卷还有多长，其中还蕴藏着多少玄机？未来，我们一起去探索吧！