太阳系在银河系中的位置

太阳系在银河系中的位置

银河系是一个巨大的螺旋星系，直径约30公里。星系盘的某些部分可以从星系中心追踪到25公里/分，光晕可以追踪到50公里/分。银河系包含大约1011颗恒星，银河系的总质量估计约为4×1011太阳质量（M）。据估计，银河系约25%的质量存在于可见恒星中，约15%存在于恒星残余（白矮星、中子星和黑洞），25%存在于星际云和星际物质中，35%存在于“暗物质”中。暗物质是用来描述银河系中看不见的质量的一个通用术语，这是解释观测到的星系动力学（即恒星运动、星系自转）所需要的，但还没有通过任何可用手段探测到。人们对暗物质的性质有着可以考虑的推测，其中包括从奇异的核粒子到棕矮星（不具备核燃烧能力的亚恒星物体）和暗星（旧恒星烧尽的残余物）到大质量黑洞的一切。银河系的年龄估计为130亿年，相当于宇宙的年龄。

银河系由四个主要结构组成：星系盘、中心棒、晕和日冕。顾名思义，圆盘是一个高度集中的旋转结构，半径约为15-25 kpc，直径约为0.5-1.3 kpc厚，这取决于用来追踪圆盘的恒星的数量。圆盘包含相对年轻的恒星和星际云，排列成多臂螺旋结构。圆盘的中心是杆，在圆盘，半径约为1.5 kpc，垂直于圆盘。棒的旋转速度比盘慢，主要由密集的老恒星和星际云组成。它不显示螺旋结构。在棒的中心是原子核，一个只有4-5厘米宽的复杂区域，它的中心似乎有一个巨大的黑洞。中心黑洞的质量估计为

光晕围绕着这两个结构，从银河系中心向外延伸约20-30公里。光环呈扁球形，包含较老的恒星和球状星团。日冕似乎是一个更遥远的光环，其长度为60-100公里/分，由暗物质组成，除了对星系中可观测天体的动力学产生影响外，其他都是不可观测的。日冕的质量可能是其他

三个星系成分总和的几倍。

在夜空中可以看到银河盘，它是一条围绕着天球延伸的明亮光带。当用小望远镜检查时这种方式被分解成数千甚至数百万颗恒星和无数星云和星团。星系中心的方向是在人马座（6月份从南半球看得最好），在这个方向上圆盘看起来明显更宽，这就是中央凸起和条带的视图。

磁盘不是完美的。at；有证据表明磁盘的外部区域在15到25 kpc 之间发生了扭曲。这种扭曲可能是由于与其他星系和/或麦哲伦星云（两个附近的不规则矮星系，似乎在银河系的轨道上）相遇而产生的引力扰动所致。此外，银河系的中心条似乎相对于星系盘的平面倾斜。棒状和倾斜的非球面形状对于理解恒星动力学和星系的长期演化具有重要意义。

星系盘中的恒星具有不同的特征性位置，这与其恒星分类和年龄有关。像太阳这样质量较低、年龄较大的恒星具有相对较高的随机速度，因此，它们可以远离银河系平面。较年轻、质量较大的恒星平均速度较低，因此在平面上和平面下的尺度高度较小。作为恒星诞生地的巨型分子云，其平均速度也很低，因此与星系平面相对较近的区域相连。从“银河北”看，加拉克tic盘以160-220公里每秒的相对恒定速度顺时针旋转。这个运动明显不是开普勒运动，是非常非球形质量分布的结果。在银河系平面上的圆形银河轨道的旋转速度符合局部静止标准（LSR）。然后，LSR被用作描述局部恒星动力学的参考框架。

距银河系中心8.5公里/分（尽管有人估计更接近7公里/分），距银河系盘中心面10-20公里/分。太阳与银河系中心距离处的圆形轨道速度为190-220千米秒1，太阳和太阳系相对于LSR的移动速度约为17-22千米秒1。太阳的速度矢量目前指向大力神星座中的一个点，大约在赤经18小时0米，赤纬+30度，称为太阳顶点。由于这个相对于LSR的运动，太阳系的银河轨道不是圆形的。太阳和行星在距银河系中心约8.4至9.7

公里/分的准椭圆轨道上运动，其旋转周期约为2.4亿年。太阳系目前接近并向内移动到“近银河系”，即轨道上离银河系中心最近的点。此外，太阳系以和声的方式垂直于银河系平面运动，估计周期为5200万至7400万年，离银河系平面的振幅为±49-93pc。（估计运动周期和振幅的不确定性是由于星系盘中暗物质数量的不确定性造成的。）太阳和行星在大约200万到300万年前穿过星系平面，向北移动太阳和太阳系位于银河系旋臂之一的内边缘，称为猎户座或局域臂。附近的螺旋结构可以通过在太阳附近建立恒星、星团和星际云的三维地图来追踪。邻近的两个结构是英仙座臂，它距离银河系中心的距离比局部臂要远，而太郎座臂则朝向银河系中心。手臂在附近与其他G型恒星相比，太阳相对于LSR的速度较低，这些恒星相对于LSR的典型速度为40-45千米秒1。恒星被星系盘中的巨型分子云所加速。因此，如前所述，老恒星可以加速到更高的平均速度。太阳低速的原因尚不清楚。与gi-ant分子云的速度变化相遇的典型频率为每3亿到5亿年一次。

太阳附近恒星的局部密度约为0.11pc.3，尽管许多恒星是双星或多星系统。双星和多星系统的局域密度为0.086pc.3。其中大多数是低质量恒星，质量比太阳小，亮度也比太阳低。离太阳系最近的恒星是半人马座近地星，质量很低（米）。0.1米），半人马座α星的遥远伴星，半人马座α星本身是由两颗近轨道太阳型恒星组成的双星系统。半人马座近地天体目前距离太阳约1.3个百分点，距离其轨道上的半人马座α对近地天体约0.06个百分点（1.35×104au）。最近的第二颗恒星是巴纳德星，一颗距离1.83公分的快速移动的红矮星。距离太阳5公分以内最亮的恒星是天狼星，一颗A1恒星（米）。2米）约2.6公分。天狼星也是一颗双星，有一个微弱的白矮星伴星。

太阳相对于LSR的运动，以及太阳附近恒星的运行速度，偶尔会导致太阳与其他恒星的亲密接触。利用上述太阳附近恒星的密度值，可以

预测每百万年有～12个恒星系统（单个或多个恒星）将在太阳的1/3范围内通过。恒星编码器的总数按遭遇距离的平方来衡量。这一速率在一定程度上由Hipparcos as trometry卫星的数据所证实，该卫星测量了约11.8万颗恒星的距离和固有运动，并用于重建太阳系附近恒星的轨迹。

根据这个速率，太阳系生命周期中最接近恒星的距离预计将在900金左右。这样的相遇将导致奥尔特云的大扰动，并将许多彗星喷射到星际空间。它还将向行星区域发射一批彗星，将对行星的撞击率提高约200万至300万年，并产生其他可能在地球或其他行星的地层记录中可以检测到的影响。在900金的一次恒星相遇也可能对柯伊伯带和散乱圆盘中的彗星或彗星碎片产生实质性的扰动效应，并可能扰乱这些种群的外部区域。很明显，任何这样的恒星通过都会产生一个强大的作用，那就是通过恒星的质量和速度。

因为太阳很可能形成一个星团，并且正是因为太阳将穿过加拉克tic 盘（特别是旋臂）更密集的区域，所以上面提到的相遇率可能是一个较低的极限，在过去是较高的。这也意味着最近的恒星相遇可能更接近行星系统。

天基天文学的出现，主要是通过地球轨道上的紫外和X射线望远镜，使得研究太阳系周围的局部星际介质成为可能。当地星际介质的结构已经证明是相当复杂的。太阳系似乎位于半径约120厘米的热等离子体膨胀气泡的边缘，这似乎源于天蝎座半人马座OB协会的多次超新星爆炸。上海合作组织中心是附近的一个恒星形成区，包含许多年轻的高质量O 型和B型恒星。这类恒星的寿命相对较短，在坍缩成黑洞之前，会在巨大的超新星爆发中结束生命。在超新星爆炸中，从恒星上吹落的热气体膨胀的外壳能够“扫过”它们前面的物质，留下一个低密度的热等离子体“气泡”。

在这个被称为局部泡泡的泡泡中，太阳系此时处于一个小的星际云

中，直径约为2-5厘米，被称为局部星际云中。这片云显然是超新星爆炸产生的膨胀气体外壳的碎片，在当地的太阳附近似乎有许多这样的云。