银河系是一个包含有一二千亿或更多颗恒星的星系,它的形状似旋涡,因此也叫旋涡星系.它由银盘、银晕、核球、旋臂等部分组成.
银河系物质密集的部分形成了一个大圆盘,这个大圆盘就叫银盘,银盘的中间厚、外边薄,直径约80000光年.包围在银盘周围的、物质稀疏的、范围很大的球状区域,叫银晕.
银盘中心隆起的球形部分叫核球,核球为椭球形,椭球的长轴约为13000～16000光年,厚约13000光年.一条条螺旋状的旋臂就从核球两端对称地延伸出来.银河系中绝大部分恒星以及气体、尘埃等物质都集中在核球和旋臂中.目前人们已经发现的银河系旋臂共有四条,一条离银河系中心较近的,叫做3千秒差距臂,另外三条均在太阳系附近,分别为英仙臂、人马臂、猎户臂,太阳系就位于猎户臂的内侧.银河系的旋臂总共有几条,至今还是一个未知数,不知银河真面目,只缘身在此河中嘛.
银河系的中心即核球的中心部分,简称银心,它距离我们太阳系2万多光年,它在天球上的投影坐标为赤经约17°5′,赤纬约-29°,位于人马星座内.
难测银心
核球是银河系内恒星密集的区域,并且越近中心越为密集.在距离银心32．6光年处,相邻两星的平均距离为10000天文单位.而我们的太阳同它最近的邻居——半人马座比邻星的距离还有270000天文单位呢!假若地球处在那样一个环境中,那我们将能看到何等壮丽辉煌的满天繁星呀!
然而,银河系的中心究竟是什么?仅仅就是密度越来越大的恒星呢?还是呈另外的状况?这是科学家们多年以来一直想解开而至今还未解开的一个谜.
令人遗憾的是,尽管科学家们把光学望远镜造得越来越大,但是,他们凭借着这些洞察宇宙的巨眼,仍然还是看不见银河系中心的真面目.后来,他们终于明白了,银心附近布满了大量的尘埃,这些尘埃就像一层厚厚的面纱,遮住了科学家们的视线,使他们无法看清那里的情况.
银心的使者
光学望远镜不能帮助人们窥测到银河系中心的秘密,难道人们就束手无策了吗?不.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帮了大忙.
红外线和射电波可以穿过尘埃屏障的阻挡来到地球上,X射线也能穿透尘埃,但却被地球大气层所阻挡,人们可以利用人造卫星到地球大气层以外进行观测.来自银河系中心的红外线、射电波和X射线,就像是银河系中心的使者,给我们提供了描绘银河系中心图像的依据.
通过观测,科学家们发现,银河系中心的红外辐射、射电辐射和X射线辐射都很强大,比普通恒星的辐射都强大得多.这就说明,银河系中心并不是简单的恒星的密集.那么,银河系中心究竟是什么呢?
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以后指出,银河系的中心应该是一个有着一定质量的黑洞.他们还预言,如果他们的假说是正确的话,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辐射.
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,是迄今所知银河系内最大的射电源.
通过对人马座A的观测和分析,科学家们发现,人马座A的大小与普通恒星相当,但它发出的射电辐射的功率却比普通恒星的光度强上万倍.在人马座A的周围,还有大量的电离氢气,正以高达300公里／秒的速度向外运动.此外,那里还有强红外源.红外源的大小比射电源更小,而它的红外辐射比射电辐射更强.如此强大的红外辐射不可能是由尘埃产生的,看来应该是由高能电子产生的.
没有结果
人马座A的特征绝非一般恒星级天体所具有的,这是可以肯定的.根据科学家们的分析,如果银河系中心存在着一个大质量黑洞,那么这个黑洞就会从周围吸收气体,气体螺旋形地掉入黑洞时,会形成一个环状的吸积盘,这个盘就会发出强大的射电波和红外波.
人马座A的情况正好与科学家们的分析相符合.但是,我们现在仍然只能把人马座A看作是大质量黑洞的最佳候选者,还不能给它下最后的结论.原因之一,对于银河系中心存在强射电辐射和红外辐射这种现象,用其他非黑洞解释也能说明.原因之二,人们对银河系中心的情况了解得确实太少,比如,银心发出的可见光我们完全看不到,而实际上恒星物质的辐射绝大部分都是在可见光波段.在只看到一个物体的很小一部分时,就想对整个庞然大物进行整体描述,那是不恰当的,肯定会出很大差错.因此,银心处物质的真实分布情况究竟如何,总的来说,我们还是不知道.
在人们难为银河系中心是否有黑洞下结论的时候,一些科学家仍然坚持银河系中心可能是密度极高的恒星集团,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.当然,这种说法也没有充分的观测证据,也无法下最后的结论.
银河系的中心究竟是什么?还有待人们进一步去揭开它的奥秘.