主题：【原创】我们的宇宙 -- 边寒剑

本来准备去广交会以前发出的，可惜没写完。耽误了几天，不好意思呀！

(猎犬座星云M51，最美丽的漩涡星系)

(另一角度看它)

银河系是漩涡星系的思想其实经历了很长的时间（大多数科学家都认为自己的家应该是最美丽的），但是早期由于设备的精度不够，研究所做的努力全告失败。事实上，从一个星系的外面去看他的旋臂，远比从星系内部透视自己深陷其中的一大堆恒星来得容易。1852年，即罗斯勋爵瞅见M51的漩涡结构7年后，美国天文学家斯蒂芬 亚历山大就说咱们的银河是个旋涡星系。1900和1913年，荷兰天文学家科内里斯 伊斯顿两度发布漂亮的图，宣告银河系具有漩涡结构。尽管他是正确的，但他把旋臂的方向画错了，银心也指在了天鹅座而不是正确的人马座。

(银河系形状相似的星系M109)

下一位接受挑战的是荷兰天文学家巴特 博克（荷兰这么多猛人），他有着雅各布 沙普坦一样的嗜好——恒星计数，认为这是探测银河系漩涡结构的完美无缺的方案。他的看法很简单，恒星数量在达到悬臂时急剧增加，而通过悬壁时骤然变少。这个假设当时看来是合理的，因为旋涡星系的旋臂比星系盘的其他部分亮，这意味着更多的恒星。10多年，整整10多年，博克他们一直都在不同方向上对恒星计数。“这项任务看来在我有生之年是无法完成了，恒星数量太多了”。确实是，银河系一共包含一千多亿颗恒星，他们十年的光阴刚达到几千万（已经很了不起了）尽管如此，博克他们还是暗示着存在一个我们居住其中的旋臂。

巴德，又是巴德（前面说过他以它命名的巴德窗，也是一个猛人，说实话，就我个人来说，他和奥尔特真正是二十世纪最伟大的天文学家，远比哈勃重要），他发现了一个重要事件——当他观测仙女座大星系的时候，蓝色的红超巨星只存在在仙女座星系的旋臂中（他的伟大就在于他的很多发现都是具有开创性、基础性的）。巴德自己从未将这一工作继续向前推进，但是他的思想却引起了维斯康星州叶凯斯天文台的威廉摩根的注意。他和他的同事开始研究一套根据恒星光谱计绝对性等来分类恒星的方案。

20世纪30年代摩根积累了更可靠的资料，他开始用自己创造的分类系统来描绘银河系的旋臂。1950年，他和另一位天文学家拿梭在一次会议上报告了他们的成果。可惜，当他们将性的位置画在图上时，也许只有猴子才能看出旋涡图案。虽然有一个可能的旋臂从天鹅座经过太阳进入船底座，拿梭还是警告说，银河系也许根本就没有悬臂（真是让人相当的沮丧）。

尽管大家都心里感觉银河系是旋涡星系，但是以目前的观测手段无法证实这点。这一次，又是巴德巴大爷。1950年，巴德在一次会议上展示了仙女座大星系旋臂的照片，旋臂的附近是电离氢（失去电子的氢离子）区。这一次终于找对了方向，通过对电离氢的观测并绘图，摩根他们终于绘出了我们银河系壮美的旋臂图。

摩根他们成功了，有人也成功了，但是只比他们慢了一点点。谁？奥尔特！

1932年，一个叫卡尔 央斯基的贝尔电话实验室的无线电工程师，他正在做消除无线电通讯中静电干扰的实验，但是他发现有些无线电噪声是从人马座方向来的。随后，他也没有再进一步发展，而他却想不到，这标志着一个新的学科——射电天文学的诞生。五年以后，格罗特 雷波建造了世界上第一架射电天线。从此开创了天文学研究的新纪元。

随后几年，在纳粹占领下的荷兰，奥尔特获悉了雷伯的工作，他马上意识到了这个对天文学的重要意义。1944年，奥尔特让他的学生亨德力克 范德胡斯特（HendrikVan De Hulst）研究，他的学生终于证明了一个普通氢原子，大约每经过1100万年，会自发的改变状态，并发射出波长为21厘米的射电波。在1951年5月11日，他们终于检测到21厘米的中性氢射电波（在前面的1951年3月25日，哈佛的两个物理学家、1951年7月，一个澳大利亚的科研小组也都检测到这种射电波），并通过此射电波很快的绘制出了银河系的旋臂（射电波能穿透整个银河系，远远的比光学测绘强得多）。

银河系的旋臂，正如上面所讲的历史一样，以含有大量的电离氢为主。旋臂从内银盘伸展到外银盘，但外银盘的公转比内银盘慢。因此，旋臂应该被不同的公转速率所破坏，就像搅动一杯咖啡时会把奶粉搅散一样。对这个问题的最流行的解答，是20世纪年代美籍华裔天文学家林家翘和徐遐生发展的。根据这个理论，旋臂代表密度有所增加的区域，成为密度波，就好像公路上堵塞的车流。在一个密度波内部，引力比旁边的地方稍强。密度波由于绕银河中心公转，从而具有旋涡图案。但他们公转速度要比恒星和气体慢，所以恒星在绕银河系公转时，会时而进入时而退出密度波；气体和尘埃也一样，但密度波对气体和尘埃的影响比较大，挤压它们，使它们的密度增高，形成后来生育恒星的巨型分子云。新生恒星中有一些大质量蓝色星，他们的寿命不长（大概只有几千万年），来不及离开产生它的旋臂。因此蓝色超巨型也总是按照旋臂分布的。

(星系的分类）

(漩涡星系的旋臂分类)

目前公认的的银河系的旋臂为四条，由外向内依次为英仙臂、猎户臂、人马臂、三千秒差距臂。旋臂与旋臂之间的距离大约为5000光年，其中最接近的银心的一条旋臂距离银心大约13000光年。对于旋臂的形成目前科学界还没有完整的说法，各种各样的假设层出不穷。但是通过宇宙巡天来看，漩涡星系目前是一种比较普遍的结构，在宇宙中大约有三分之一的星系为漩涡星系（包括棒旋星系），因此随着对宇宙的逐步认识，漩涡和旋臂的谜一定会解开的！

（最后一张是自己画的,呵呵）

由于旋臂的转动速度不同于其周围的速度，因此这种转动的不同速度就会将大量的分子云挤压至旋臂内部，因此相对高的密度使得旋臂内部诞生出巨型恒星，而最开始也正是通过观察这些巨型恒星的标示出银河旋臂的准确位置。当冬天我们向南天星空仰望，在猎户星座腰带下方就是著名的猎户座大星云（位于猎户座旋臂之内），它是如此的明亮，以至于如果再远上1500光年，我们的肉眼仍然可以看到它。猎户座大星云向各个方向伸展大约几个光年，其中的密度大大高于周边，每百年其内部都会产生十颗左右的类似参宿四这样的巨型恒星。

（猎户座大星云）

最近有新闻说到科学家成功测量了银河系里面太阳到英仙座旋臂的准确距离，这确实是非常令人振奋的事件。银河系旋臂语旋臂之间是相对黑暗的世界，那里各种元素的密度和数量都远远的小于旋臂之内，因此，边某预测，如果银河系中还存在着其他文明的话，那么他们也一定会出现在银河系的这几条旋臂之内！