特殊星系：银河系
第四篇 银河系和河外星系2(河外星系)资料
▪ 在形态上，透镜状星系与旋涡星系的主要差别是没有 旋臂；与椭圆星系的主要差别是有星系盘。
▪ 主要由年老恒星组成，气体很少。
(5)不规则星系 ▪ 外型或结构无明显对称性的星系，符号为Irr。 ▪ 无旋臂和中心核区。 ▪ 富含星际气体、尘埃和年轻恒星。
银河系实际直径30 kpc！
沙普利—柯蒂斯 (Shaplry-Curtis) 关于“宇宙尺 度”的大辩论
▪ 辩论焦点：
(1) “旋涡星云”的距离是多大？
(2) “旋涡星云”是恒星系统还是气体 云？
宇宙是由无数类 似“旋涡星云” 的星系构成的。 “宇宙岛”
“旋涡星云”是银河系内气体 云，银河系就是整个宇宙。
仙女座大星系M31(Sb)
(3) 棒旋星系 (barred spiral galaxies)
▪ 中心有棒状结构的旋涡星 系，符号为SB。
▪ 旋臂源于棒的两端。 ▪ 按照核球的大小和旋臂的
缠卷程度，旋涡星系可以 分为SBa, SBb, SBc三个次 型。其中Sa型核球最大， 旋臂缠卷最紧。
(4) 透镜状星系
因此“仙女座大星云”必定是河外星 系!
2. 星系的哈勃分类
▪ 根据星系形态的不同，1926年哈勃首先提出星系 可以分为椭圆星系、透镜状星系、旋涡星系、棒 旋星系和不规则星系5种类型，称为哈勃分类。
椭圆星系
旋涡星系 透镜状星系
不规则星系
棒旋星系
宇宙星系的数目1010数量级！ 哈勃“音叉”图
(1) 椭圆星系 (elliptical galaxies)
1920年4月26日美国科学院在华盛顿博 物馆礼堂召开了“宇宙的尺度”的辩论 会。
星空冷知识
星空冷知识星空是人类一直以来都被深深吸引的天体景象，它蕴含着无尽的奥秘和冷知识。
在夜晚，当我们抬头仰望星空时，我们仿佛能够感受到宇宙的无限辽阔和宏伟壮丽。
下面将带领大家一起探索星空的冷知识。
一、星座：星座是人类对星空的观测和想象的产物，它是一种将星星连接在一起形成图形的方式。
星座的名称来自于古希腊神话故事或历史传说，如双子座、天蝎座等。
每个星座都有着独特的形状和故事，它们在星空中熠熠生辉，为人们提供了观测和导航的依据。
二、恒星：恒星是星空中最基本的天体，它们是由气体云坍缩形成的。
恒星的大小和亮度取决于其质量，质量越大，恒星越亮。
恒星通过核聚变的方式产生能量，将氢转化为氦，并释放出巨大的能量和光芒。
恒星的寿命有限，它们最终会耗尽能源而熄灭，形成白矮星、中子星或黑洞等天体。
三、银河系：银河系是我们所在的星系，它是由数千亿颗恒星、星际物质和暗物质组成的巨大旋涡状结构。
银河系的直径约为10万光年，其中心有一个超大质量黑洞，控制着银河系的演化。
我们的太阳也位于银河系中，它绕着银河系中心旋转，完成一周需要大约22亿年的时间。
四、星系：星系是由无数个恒星和星际物质组成的庞大天体系统。
宇宙中存在着各种各样的星系，如椭圆星系、螺旋星系和不规则星系等。
星系之间通过引力相互作用，形成星系团和超星系团等更大的结构。
星系是宇宙中最大的天体，它们的形状和演化提供了重要的信息，帮助人类理解宇宙的起源和演化。
五、宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸之后形成的辐射，它是宇宙早期的遗迹。
宇宙微波背景辐射是由于宇宙膨胀而冷却导致的，它的温度约为 2.7开尔文。
通过观测宇宙微波背景辐射，科学家们可以了解宇宙早期的结构和演化，以及宇宙的起源和命运。
六、黑洞：黑洞是宇宙中最神秘和最具破坏力的天体之一。
它们是由巨大恒星的坍缩形成的，质量非常庞大，引力极其强大，甚至连光也无法逃离它们的吸引力。
黑洞的存在通过引力波的观测得到了证实，它们在宇宙中起着重要的作用，影响着星系的演化和结构的形成。
洞悉银河系：掌握宇宙星系的形成与演化规律
1. 人类对于宇宙星系的形成与演化一直以来都充满了好奇与探索。
通过观测和研究，科学家们逐渐洞悉了银河系及其他星系的奥秘，揭示了宇宙中恒星的诞生、演化和灭亡的规律。
2. 银河系是我们所在的星系，它是由数百亿颗恒星、气体、尘埃和暗物质构成的庞大天体系统。
在银河系的中心，有一个巨大的超大质量黑洞，它吸引着周围的天体并影响了整个星系的演化。
3. 宇宙星系的形成始于宇宙大爆炸，当时整个宇宙处于极高的温度和密度下。
随着时间的推移，宇宙开始膨胀冷却，物质逐渐聚集形成了最早的星系原型。
4. 星系的形成与演化主要受到重力的影响。
初始的微小扰动在重力作用下逐渐放大，并形成了星系原型。
在这个过程中，暗物质起到了至关重要的作用，它对星系的形成和演化起到了支配性的作用。
5. 恒星是星系中最重要的组成部分之一。
恒星的形成始于气体云的坍缩，当气体云中的物质密度达到一定程度时，压力和温度足以点燃核聚变反应，从而使恒星开始发光和释放能量。
6. 恒星的演化经历了不同的阶段。
在主序阶段，恒星通过核聚变反应将氢转变为氦并释放出巨大的能量。
当恒星的核心耗尽了氢，它会膨胀成为红巨星，最终散发掉外层并形成白矮星或中子星。
7. 在星系中，还存在着许多不同类型的星系，包括椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。
这些星系的形成和演化过程也各不相同。
8. 椭圆星系是最常见的星系类型之一，它们通常由老化的恒星组成，呈现出椭圆形或近似球形的外观。
这些星系往往缺乏年轻的恒星形成区，因此它们的演化相对较为平稳。
9. 螺旋星系则具有明显的旋臂结构，它们通常富含气体和尘埃，并且存在大量年轻的恒星形成区。
螺旋星系的演化过程中，持续的恒星形成和超新星爆发为星系注入了新的物质和能量。
10. 不规则星系是形态最不规则的星系，它们通常由气体和尘埃组成，缺乏明显的对称性。
这些星系的形成可能受到相互作用或合并事件的影响，因此它们的演化过程较为复杂。
11. 除了个别的星系类型外，我们还发现了一些特殊的天体，如星暴星系和类星体。
银河的名词解释银河的含义
银河的名词解释银河的含义银河的名词解释：银河，是宇宙中的一种天体结构，由大量的星系、恒星、行星、星云等组成。
它是一个庞大的宇宙体系，隐藏着无尽的奥秘和美丽。
在我们的日常生活中，我们常常听到“银河”的词汇，它似乎非常遥远，令人难以捉摸。
然而，正因为它的神秘和深远的内涵，我们更应该去深入探索银河的含义以及它对我们的影响。
首先，银河是一个包含无数星系的星系群。
星系是由大量的恒星、行星、彗星、星云等组成的一个系统。
而在银河这个宇宙体系中，像我们的太阳系这样的星系只是其中之一。
因此，银河是一个庞大的星系群，集合了各种不同类型的星系。
这些星系通过引力相互吸引和影响，形成了一个错综复杂而又协调有序的结构。
其次，银河这个概念还包含了银河系，也就是我们所处的星系。
银河系是一个螺旋状的星系，其中心有一个巨大的黑洞。
我们地球位于银河系的外围，它是我们所能观测到的宇宙的一部分。
通过观测银河系中的恒星、行星、星云等天体，我们可以了解宇宙的形成、演化以及各种神秘现象。
在古代，人们对银河的观测和认识非常有限。
直到18世纪末，科学家们才开始利用望远镜观测银河的组成和结构。
在20世纪初，哈勃太空望远镜的发射使我们对银河有了更加详细和精确的认识。
我们发现，银河中存在着数以百亿计的恒星和行星，它们以各种不同的方式相互影响和作用。
银河对我们有着深远的影响。
首先，银河是我们存在的地方。
地球位于银河系的外围，它为我们提供了一个相对稳定和适宜的居住环境。
银河系的引力也控制着地球和其他行星的运动，使得它们保持着相对的稳定性。
其次，银河是科学研究和探索的对象。
通过对银河系内的恒星、行星等天体的观测和研究，我们可以了解宇宙的起源、演化以及其中的各种奇妙现象。
银河系中的星系群也可以帮助我们推断宇宙的大尺度结构和演化。
此外，银河还是人类文化和想象力的重要源泉。
几乎所有的文化和宗教中都有涉及到银河的故事和神话。
无论是古希腊的银河传说，还是中国的天河传说，都体现了人们对于银河的探索和对宇宙的敬畏之情。
八年级物理上册银河系
银河系教学目标：1、知道银河系的构成、形状、大小和数量级和太阳系在其中的位置和运动。
2、知道河外星系，认识恒星的巨大和宇宙空间的无限。
教学过程：一、引入新课：我们学习了太阳系的组成，你知道太阳系在宇宙中的位置吗？你知道银河系的形状和大小吗？二、观看VCD宇宙与人类——银河系(学生阅读教科书银河系)三、教师讲解：星系：宇宙中由一大群运动着的恒星、大量的气体和尘埃组成的物质系统称为星系。
银河系：银河系，地球和太阳所在的恒星系统。
它是一个普通的星系，因其投影在天球上的乳白亮带——银河而得名。
银河系的构成：是一个庞大的漩涡状星系，它包容了约1500亿颗恒星和无数弥漫的气体、尘埃物质。
其中90%是恒星，10%是由气体和尘埃组成的星际物质。
银河系整体作自转.银河系的形状、大小：。
银河系呈盘状，银河系像一个中间凸起的铁饼.银河系的直径约十万光年，中心厚度约为1万光年。
银河系的年龄：长达成100亿年。
太阳系在银河系中的位置和运动：太阳就位于银河系的一条旋臂中，像一个旋转着的巨大“飞盘”，银河系里的天体都在绕中心高速运动。
太阳处在距银河系中心约2.6万光年，以每秒250米的速度绕着银心转动，绕一周要两亿五千万年。
河外星系：银河系之外的星系，是物状星云。
星系群：以银河系为中心，在方圆三百万光年之间有四十个与银河系一样的星系，就构成了星系群。
宇宙的产生：按大爆炸宇宙学假说，银河系是由1010年前的大爆炸出现的引力不稳定而逐步形成的。
近年还从恒星的形成和演化、元素丰度的变迁、银核的活动及其在演化中的地位等角度去探讨银河系的整体演化过程。
四、巩固练习完成课本P31概念图（空间的阶梯）;P31思考与练习1题2题。
银河系的结构
银河系的结构银河系是地球所在的《天空蓝》腕部弧星云的一部分，也是我们所知宇宙中距离最近的星系。
目前，科学家研究认为银河系是一个由数百亿颗恒星和大量行星、气体、尘埃、暗物质等组成的大型星系，形成于大约130亿年前。
银河系的结构是相对复杂的，包括盘部、球部、极部和外部。
以下将对银河系的各部分进行详细介绍：盘部：银河系的盘部是由银河系中心旋转的盘状结构，包括银盘和棒状结构。
银盘是由成千上万颗年轻热亮恒星组成的，其中大部分相互之间通过尘埃和气体云彼此联系。
我们所认知的太阳和地球也是位于银盘的一部分。
银盘的中心是银河系中心黑洞所在的区域。
此外，银河系还有一个大的棒状结构，它是由盘部中的恒星和尘埃团聚形成的，从银河系的中央一直延伸出去，其长度超过2万光年。
球部：银河系的球部是位于盘部外围的、呈球形状的部分，包括了数十亿颗年老的恒星，其中有许多是红巨星。
球部形成于银河系初期，最早的恒星和气体云在这里形成，因此球部中的恒星是银河系中最老的恒星。
球部还包括一些星系核，它们在银河系中心之外延伸的区域。
极部：银河系的极部是位于银河系的极区，由两个相对的结构组成：银河系极盘和银河系极晕。
银河系极盘是银河系盘部最外围的部分，由极ls作为主导的尘埃和气体云团组成，它们向上和向下径直延伸，形成了银河系的盘状结构。
银河系极晕是银河系周围最大的恒星球状集合体，由几乎不活动的星系核和红巨星等构成。
外部区域：银河系的外部区域即银河系外低温介质，由低密度、高温的气体云和较稀薄的尘埃云组成。
这些云朵中含有大量轻元素，可能是从银河系形成时期的初期星系爆炸中形成的。
银河系的外部还存在天体物理学上的捕获卫星星系，这些星系因为被银河系引力捕获而围绕银河系运行。
综上所述，银河系的结构是非常复杂的，由盘部、球部、极部和外部区域组成，每个部分都具有独特的特征和结构。
银河系中心的超大质量黑洞控制着整个银河系，影响着银河系中的恒星和气体云团的分布和运动。
银河系是怎样形成的银河系的成因是什么
银河系是怎样形成的银河系的成因是什么银河系是太阳系所在的星系，属于棒旋星系，包括1000到4000亿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，对于银河系的形成过程你想了解吗?下面就让店铺来给你科普一下银河系是怎样形成的。
银河系的形成在宇宙中高速运行具有星系核的星系，当它追及到另一个具有星系核的星系时，如果两者的运行速度相近，就会相互吞噬，形成了一个更大的星系。
倘若这两个星系的星系核相遇，就会相互绕转而形成一个质量更大的高速旋转的星系核。
这个高速旋转的星系核就像一个巨大的发电机，从它的两极爆发出能量强大的粒子流向远方喷射。
星系核的能量越大，喷射粒子流的流量也就越大，喷射得也就越遥远。
我们把这样的星系核称作两极喷流星系核。
星系核在喷射高能粒子流的时候，会消耗其自身的能量，然而，当它俘获了其它星团或者星系以后，就会增添能量。
当星系核的能量发生由大到小的变化时，就会建造出两条粗大的喷流带。
如果星系核的磁轴绕着另一条轴(这条轴称作星系核的自转轴)旋转，那么，喷流带的轨迹就会弯曲，而演变成旋涡星系的两条旋臂。
一般的，星系核的磁轴与自转轴之间的夹角(0~π/2)越大，所建造的星系盘面就会越扁;否则就会越厚。
星系核的磁轴绕着自转轴的旋转速度越快，旋臂缠卷得就会越紧;否则，就会越松。
旋涡星系的两条旋臂是恒星诞生的活跃区域。
我们的银河系就是具有两条旋臂的一个旋涡星系。
银河系的星系年龄推测方法根据已知长寿命放射性核的衰变时间(即半衰期)，从某些放射性中子俘获元素的丰度数据人们可以测定银河系中最古老恒星的年龄，从而定出银河系的年龄，这种放射性年龄测定方法称为核纪年法。
例如，钍的半衰期是140亿年左右。
用当代最大的天文望远镜，加上高分辨率光谱仪，已经能够检测到恒星的钍，并作出相应的年龄估计。
推测结论据多种方法测定，从大爆炸算起，宇宙的年龄在140亿年左右。
假定从大爆炸到银河系形成相隔的时间为10亿年，那么上述由核纪年法测定的银河系年龄与宇宙年龄是相容的。
银河系搭车客指南
银河系搭车客指南引言银河系是一个宇宙中的特殊存在，拥有着无尽的星系、恒星和行星。
对于来自不同星球的搭车客来说，银河系提供了无与伦比的探索机会和无限的奇遇。
然而，要在银河系中旅行并不容易，需要充分的准备和了解。
本指南旨在帮助搭车客了解银河系的基本情况，提供一些有用的建议，让您的旅行变得更加顺利和有趣。
第一章：了解银河系在开始探索银河系之前，了解该星系的基本情况是非常重要的。
银河系是一个巨大的旋涡星系，直径约为10万光年，其中包含着数千亿颗恒星和无数的行星。
银河系的核心区域通常被称为银心，是宇宙中最炽热和活跃的地方之一。
此外，银河系还有一些著名的星系和星云，如安德洛梯云和蟹状星云，这些都是探索者不可错过的景观。
第二章：准备旅行在进入银河系之前，您需要进行充分的旅行准备。
首先，确定自己的目标地点和行程，了解星际航行的时间和路线规划。
其次，根据目的地的特点，确定所需的装备和补给物资。
例如，如果要探索一个寒冷的行星，您可能需要额外的保暖衣物和食品储备。
最后，确保您的船只或交通工具处于良好的工作状态，以防止意外发生。
第三章：银河系交通在银河系中，交通非常繁忙而复杂。
有许多种方法可以搭乘银河系，包括太空船、星际飞船和星球跳跃门。
在选择搭乘方式时，要考虑到时间、费用和舒适度等因素。
此外，了解银河系的交通规则和约定也是非常关键的，以确保您的安全和顺利前行。
第四章：知名星球和景点银河系中有许多著名的星球和景点值得一游。
例如，来自地球的旅行者一定不能错过银河系中心的银心区域，这里充满了活跃和令人惊叹的天体现象。
此外，阿尔法星系是一个美丽而繁荣的星系，拥有许多先进的文明和文化。
还有巴尔坦星系，是一个充满神秘和冒险的地方，吸引着许多探索者前往发现。
第五章：应对危险和意外尽管银河系提供了无限的探索机会，但搭乘宇宙飞船也存在一定的风险。
在旅行过程中，您可能会遇到太空暴风雨、陨石流和星际海盗等危险因素。
因此，对于安全意识的培养和紧急情况的处理非常重要。
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rv Mr G
2
The orbital speed (v) and radius (r) of an object on a circular orbit around the galaxy tells us the mass (Mr) within that orbit
xkong@ 28
xkong@
19
How do stars orbit in our galaxy?
2014-4-30
xkong@
20
Stars in the disk all orbit in the same direction with a little up-and-down motion
How do stars orbit in our galaxy?
Stars in the disk orbit in circles going in the same direction with a little up-and-down motion Orbits of halo and bulge stars have random orientations
2014-4-30 xkong@ 21
Orbits of stars in the bulge and halo have random orientations
2014-4-30
xkong@
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2014-4-30
xkong@
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第六章 河外星系
研究历史 星系分类 星系测量 特殊星系：银河系 星系团 星系演化
2014-4-30 xkong@ 1
LEARNING GOALS
Describe the overall structure of the Milky Way Galaxy and specify how the various regions differ from one another. Describe the orbital paths of stars in different regions of the Galaxy and explain how these motions are accounted for by our understanding of how the Galaxy formed. Discuss some possible explanations for the existence of the spiral arms observed in our own and many other galaxies. Describe some of the phenomena observed at the center of our Galaxy.
2014-4-30 xkong@ 34
Radio emission in supernova remnants is from particles accelerated to near light speed
Cosmic rays probably come from supernovae
xkong@
16
The center of the Galaxy in radio waves2014-4-来自0xkong@17
银晕 (Galactic halo)
球状星团
年老的星族II恒星、以银心为 中心球状分布， 在椭圆轨道上绕银心旋转 （V~100 kms-1）， 离银心最远距离达100 kpc
2014-4-30 xkong@ 35
Multiple supernovae create huge hot bubbles that can blow out of disk
Gas clouds cooling in the halo can rain back down on disk
2014-4-30 xkong@ 38
英仙臂
天鹅臂
2014-4-30
xkong@
15
核球 (bulge)与银心 (Galactic center)
银心在人马座方向 核球呈椭球形，大小 约 6×4 kpc， 恒星分布十分密集， 数密度~ 1,600 ly-3, 是 银河系平均恒星密度的 105倍
2014-4-30
2014-4-30
xkong@
25
Thought Question
Why do orbits of bulge stars bob up and down(忽沉忽浮 )?
A. They’re stuck to interstellar medium B. Gravity of disk stars pulls toward disk C. Halo stars knock them back into disk
Molecular clouds in Orion
Composition: • Mostly H2 • About 28% He • About 1% CO • Many other molecules
2014-4-30 xkong@ 37
Gravity forms stars out of the gas in molecular clouds, completing the star-gas-star cycle Radiation from newly formed stars is eroding these starforming clouds
2014-4-30 xkong@ 36
Atomic hydrogen gas forms as hot gas cools, allowing electrons to join with protons Molecular clouds form next, after gas cools enough to allow to atoms to combine into molecules
银河系结构
～2×1011恒星、质量~ 1012M⊙，直径~30 kpc 具有旋涡结构的盘状星系。 主要成分：银盘 (disk) (旋臂 spiral arm)、 核球 (bulge) 、 银晕 (halo) 、银冕 (corona)
2014-4-30
xkong@
11
2014-4-30
2014-4-30
xkong@
26
Sun’s orbital motion (radius and velocity) tells us mass within Sun’s orbit:
1.0 x 1011
MSun
2014-4-30 xkong@ 27
Orbital Velocity Law
2014-4-30
xkong@
24
Thought Question
Why do orbits of bulge stars bob up and down(忽沉忽浮 )?
A. They’re stuck to interstellar medium B. Gravity of disk stars pulls toward disk C. Halo stars knock them back into disk
2014-4-30 xkong@ 8
We see our galaxy edge-on Primary features: disk, bulge, halo, globular clusters
2014-4-30 xkong@ 9
If we could view the Milky Way from above the disk, we wouldxkong@ see its spiral arms 2014-4-30 10
High-mass stars have strong stellar winds that blow bubbles of hot gas
2014-4-30 xkong@ 31
Lower mass stars return gas to interstellar space through stellar winds and planetary nebulae
2014-4-30
xkong@
7
Dusty gas clouds obscure our view because they absorb visible light
This is the
interstellar medium that
makes new star systems
2014-4-30
xkong@
29
Star-gas-star cycle : recycles gas from old stars into new star systems
2014-4-30 xkong@ 30
How is gas recycled in our galaxy?
xkong@ 2
2014-4-30
本章内容
银河系外貌
银河系结构
银河系物质
银河系形成 银河系中心
2014-4-30
xkong@
3
The Milky Way 银河系
There’s no place like home！
2014-4-30
xkong@
12
银河系的银盘
构成：星族I恒星、气体和尘埃 直径：D ~ 30 kpc 厚度：h ~70-300 pc
2014-4-30 xkong@ 13
银河系的旋臂结构
2014-4-30
xkong@
14
人马臂 猎户臂 盾牌－南十字臂 矩尺臂