21世紀了-人類的這抷土知多少呢？(7-5)
銀河系是太陽系所在的恒星系統，包括一千二百億顆恒星和大量的星團、星雲，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的總品質是太陽品質的1400億倍。在銀河系裏大多數的恒星集中在一個扁球狀的空間範圍內，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”，半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤”。在銀盤外面有一個更大的球形，那裏星少，密度小，稱為“銀暈”，直徑為7萬光年。銀河系是一個旋渦星系，具有旋渦結構，即有一個銀心和兩個旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋轉速度和週期，因距銀心的遠近而不同。太陽距銀心約2.3萬光年，以250千米/秒的速度繞銀心運轉，運轉的週期約為2.5億年。
銀河系物質約90％集中在恒星內 。恒星的種類繁多。按照恒星的物理性質、化學組成、空間分佈和運動特徵，恒星可以分為5個星族。最年輕的極端星族Ⅰ恒星主要分佈在銀盤裏的旋臂上；最年老的極端星族Ⅱ恒星則主要分佈在銀暈裏。恒星常聚集成團。除了大量的雙星外，銀河系裏已發現了1000多個星團。銀河系裏還有氣體和塵埃，其含量約占銀河系總品質的10％，氣體和塵埃的分佈不均勻，有的聚集為星雲，有的則散佈在星際空間。20世紀60年代以來，發現了大量的星際分子，如CO、H2O等 。分子雲是恒星形成的主要場所。銀河系核心部分，即銀心或銀核，是一個很特別的地方。它發出很強的射電、紅外，X射線和γ射線輻射。其性質尚不清楚，那裏可能有一個巨型黑洞，據估計其品質可能達到太陽品質的250萬倍。對於銀河系的起源和演化，知之尚少。
1971年英國天文學家林登•貝爾和馬丁•內斯分析了銀河系中心區的紅外觀測和其他性質，指出銀河系中心的能源應是一個黑洞，並預言如果他們的假說正確，在銀河系中心應可觀測到一個尺度很小的發出射電輻射的源，並且這種輻射的性質應與人們在地面同步加速器中觀測到的輻射性質一樣。三年以後，這樣的一個源果然被發現了，這就是人馬A。
人馬A有極小的尺度，只相當於普通恒星的大小，發出的射電輻射強度為2*10（34次方）爾格/秒，它位於銀河系動力學中心的0.2光年之內。它的周圍有速度高達300公里/秒的運動電離氣體，也有很強的紅外輻射源。已知所有的恒星級天體的活動都無法解釋人馬A的奇異特性。因此，人馬A似乎是大品質黑洞的最佳候選者。但是由於目前對大品質的黑洞還沒有結論性的證據，所以天文學家們謹慎地避免用結論性的語言提到大品質的黑洞。
我們的銀河系大約包含兩千億顆星體，其中恒星大約一千多億顆，太陽就是其中典型的一顆。銀河系是一個相當大的螺旋狀星系，它有三個主要組成部分：包含旋臂的銀盤，中央突起的銀心和暈輪部分。螺旋星系M83，它的大小和形狀都很類似於我們的銀河系。銀盤外面是由稀疏的恒星和星際物質組成的球狀體，稱為銀暈，直徑約10萬光年。
依據歐洲南天天文臺(ESO)的研究報告，估計銀河系的年齡約為136億歲(109年)，幾乎與宇宙一樣老。由天文學家.所組成的團隊在2004年使用甚大望遠鏡(VLT)的紫外線視覺矩陣光譜儀進行的研究，首度在球狀星團NGC 6397的兩顆恒星內發現了鈹元素。這個發現讓他們將第一代恒星與第二代恒星交替的時間往前推進了2至3億年，因而估計球狀星團的年齡在134±8億歲，因此銀河系的年齡不會低於136±8億歲。
銀河系有4條旋臂，分別是人馬臂，獵戶臂，英仙臂，天鵝臂。太陽位於獵戶臂內側。旋臂主要由星際物質構成。銀河系也有自轉。太陽系以每秒250千米速度圍繞銀河中心旋轉，旋轉一周約2.2億年。銀河系有兩個伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。與銀河系相對的稱之為銀河外星系。一般認為，銀河系中的恒星多為雙星或聚星。而2006年新的發現認為，銀河系的主序星中2/3都是單星。日前，天文學家描繪出了銀河系最真實的地圖，最新地圖顯示，銀河系螺旋手臂與之前所觀測的結果大相徑庭，原先銀河系的四個主螺旋手臂，現只剩下兩個主螺旋手臂，另外兩個手臂處於未成形狀態。
英國專家認為，我們在宇宙中並不是孤單的，我們所處的銀河系中可能有高達40000個高度發達的文明存在。到目前為止，沒有人能夠成功探測到地球以外是否存在生命的存在跡象。然而，有足夠多的懷疑論者持懷疑態度，認為這些高度發達的地外文明就存在於我們的星球上。當然這更像是屬於哲學的討論範疇。無論怎樣，只是簡單的接受存在“人類”，可能還不是我們去發現探索宇宙的全部內容。
英國愛丁堡天文臺的研究員鄧肯·福根試圖模擬多個不同的情景，展示我們生活的銀河系。為此，他利用了最近幾年所獲得的關於外星系的全部資訊，以及在此期間公開的有關外星球的所有資訊——化學成分，數量和特性。綜合比較了各種情況後，福根得出結論，認為銀河系可能存在300——40 000個高度發達的文明大本營，並極有可能與地球已經建立了聯繫。
在歷史上，最著名的德雷克公式就在近半個世紀以前鼓勵各種有關的猜測和討論，開啟了多元化的可居住世界的大討論。1961年，年僅31歲的美國加利福尼亞大學的天文學家弗蘭克·德雷克發明了一個估算外星文明數目的方程，這就是有名的“綠岸公式”：N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。這個公式看起來有點龐雜，它以一連串可能性的乘積來計算我們銀河系中可能存在多少個文明社會。我們無法推算L和Fc，因此對於N的數值，科學家們有著不同意見。卡爾·薩根計算出，在銀河系中，每100萬個恒星裏，就有一個高度發達的外星文明存在，而且他最多推算到每10萬個恒星就有一個文明星球。
但是也有人對這個外星文明方程式提出疑義，從而否認銀河系內除地球外還有發達文明。如前蘇聯的修克羅斯基，他認為其他星球擁有核武器，會因核戰爭而滅亡，因此發達文明的壽命非常短，銀河系除地球外可能沒有其他文明。另一種意見是認為方程式預測值太多，不可靠。如美國天文學家麥凱爾·哈特，他認為假如銀河系以內還有發達文明存在，那麼它早就把銀河系等殖民化了，不可能我們至今仍未發現它。這表明，銀河系內除地球外沒有其他文明，而銀河系外可能有生命存在。然而，英國專家指出，所有得出的這樣或那樣的結論都只是在猜測的基礎上，實際是，這種猜測我們自己都不知道，到哪里去找地外生命。實際情況和以前一樣，只知道，“他們”在附近。
通過數值模擬，美國研究人員發現銀河系中可能遊蕩著上百個品質幾千倍於太陽品質的黑洞，美國範德比爾特大學的凱利·霍利—伯科爾曼1月9日在美國天文學學會第211次會議上公佈了這一結果，相關消息刊登在Physorg.com網站上。當研究人員對黑洞合併進行了數值模擬，並驚奇地發現，當自轉速度各異或大小不同的兩個黑洞合併時，動量守恆會使新形成的黑洞沿任意方向以4000千米/秒的速度迅速離去。
霍利—伯科爾曼說，這個速度比之前估計的要高得多，而即使是模擬得到的平均速度200千米/秒也比一般天體的逃逸速度高很多。這意味著球狀星團中的任何一次這樣的黑洞合併都會使新黑洞逃離原來的棲息地，因為球狀星團的逃逸速度還不到100千米/秒。研究人員進一步模擬了中等品質黑洞與球狀星團中富含的小品質黑洞的合併，發現即使每個球狀星團最初只有一個中等品質黑洞，合併形成的新黑洞也僅有30%會留在原來的星團中。霍利—伯科爾曼說，按照最大膽的估計，目前僅有不到2%的球狀星團中還有中等品質黑洞。
銀河系中共有200個球狀星團，如果它們其中都孕育了至少一個中等品質黑洞，那麼可能已有100多個黑洞擺脫了星團的束縛而遊蕩在銀河系的各個角落，等待著送上門來的星雲、恒星和行星來美美地大餐一頓。但研究人員表示，這些遊蕩的黑洞不會對地球造成威脅，因為它們形成的威脅地帶僅有幾百公里的半徑。
由於銀河系中心區與我們之間有大量星際塵埃遮擋而消光萬億倍，可見光觀測不到，過去不瞭解銀河系‘心臟’的秘密，甚至不知道銀心的準確位置。然而，穿透能力強的射電、紅外、X射線和γ射線波段輻射觀測揭示銀心的秘密。
1951年發現人馬A強射電源位於銀心，高分辯觀測顯示它包括三個點源：人馬A東、人馬A西和人馬A*。更高分辨射電圖像（下圖左上）顯示，人馬A*周圍有個約20-80光年的氣體雲環，環外有長160光年的激發氣體纖維結構。雲環內有象小旋臂的電離氣體螺旋式進入中心體，緻密的人馬A*控制周圍物質的運動（右）；左下是左上的方框區高分辨像。銀心6.5光年範圍的光度（即輻射功率）是太陽的1千萬倍。
錢德拉X射線衛星高分辨地觀測了銀心區（下圖），人馬A東是顆超新星的遺跡，人馬A西是氣體旋渦形結構，可能向A*（黑洞）加熱。人馬A*位於銀心，其座標為：赤經266.40499625°、赤緯–28.93617242°。由這些資料推斷出銀心可能是300萬太陽品質的“黑洞”，它吸積物質而日益增大品質。“黑洞”實際上處於周圍‘發亮’物質之內。
高能立體望遠鏡系統（HESS）發現銀河系心臟有個高能γ射線強輻射天體，可能是1萬年前爆炸的超新星遺跡，它離銀心（人馬A*）超大品質黑洞很近，因此γ射線可能跟黑洞成協。康普頓γ射線天文臺(CGRO)發現銀心區有兩個未預料到的反物質雲，發出正、反物質湮滅的輻射。充有反物質電子的氣體熱泉來自銀心周圍一個區，可能跟超大品質黑洞附近形成恒星有關，也是巨星或黑洞反物質‘工廠’出來的風。
近十多年來，由於地面的、尤其是航太的現代天文儀器進行了銀河系的大規模觀測，得到銀河系的多波段高分辨資料，新發現紛至遝來，展示出銀河系是比預想的更豐富、更複雜、更活躍的天體系統。我們應當與時俱進，鑒賞銀河系的新視野。我們把橫跨星空的一條光帶稱為“天河”或“銀河”，西方人稱它為“牛奶路（Milky Way）”。1610年，伽利略首先用望遠鏡觀察星空，發現銀河實際上是由密集恒星組成的。由於肉眼分辨能力不夠，才感覺銀河象光帶。
到18世紀，有先覺的天文學家推測，銀河是眾多恒星組成的盤狀天體系統。赫歇耳父子用望遠鏡進行了恒星計數觀測，第一次得到盤狀的結構模型，但卻錯誤地把太陽放在中心。到20世紀初，天文學家把這個恒星系統稱為“銀河系”。1918年，沙普利注意到大多球狀星團遠離銀河，且在人馬座方向數目最多，推斷銀河系中心在哪個方向，而太陽位於銀河系的較外區域，建立透鏡形的銀河系模型，這是繼哥白尼的日心說之後再次破除人類處於宇宙中心的觀念，意義重大深遠。
一般地說，由大量恒星和星際氣體和塵埃物質組成的天體系統稱為“星系”。銀河系就是我們所在的星系。處於銀河系一隅的地球人們，“不識‘廬山’（銀河系）真面目，只緣身在此‘山’中”，認識銀河系全貌是很困難的。特別是星際物質所遮掩了部分區域而看不到。由銀河外星系（如，仙女星系）形態的啟示，再結合銀河系的觀測，才逐漸揭示銀河系結構。
1932年，奧爾特首先綜合附近恒星運動的觀測資料，建立銀河系自轉模型。1954年，由氫的21釐米波長觀測得到銀河系的自轉（隨銀心距分佈）曲線。1958年，繪製銀河系旋渦狀結構的第一幅圖像。1976年繪製電離氫雲分佈圖，顯示旋臂分佈。1993年，繪製現代的銀河系結構圖。根據近年更多的新資料，銀河系結構又作了重大修改。我們肉眼觀測到的只是銀河系的可見光視投影形態，而可見光僅是銀河系全部輻射的很少部分，在射電、紅外、X射線等波段觀測到銀河系形態跟可見光看到的有相當多的差別，顯示銀河系各部分的不同情況。
銀河外星系或簡稱星系或叫河外星雲。目前，河外星雲這個名詞已用得不多，但由於歷史上的原因仍然保留著。銀河外星系也與我們銀河系類似，是由大量的恒星、星團、“銀河”星雲和星際物質構成的巨大天體系統。雖然河外星雲的概念很早就提出來了，但是，最後確定下來卻是本世紀的事。
第一個發現的銀河外星系是仙女座大星雲(M31)。隨著望遠鏡口徑的增大，觀測技術的進步，哈勃望遠鏡和各種航太探測器的上天，發現的銀河外星系也越來越多。今天，在觀測所及的範圍內可以觀測到10億個以上的星系。在這眾多的銀河外星系中，只有極少數很亮的才有專門名字：有的以發現者的名字來命名，如大小麥哲倫雲，有的以所在星座的名稱來命名，如獵犬座星雲等。絕大多數銀河外星系是以某個星雲、星團表的號數來命名。
若要問北天最明亮的銀河外星系是哪一個，估計不少人都知道它。它是非常著名的深空天體, 是秋夜星空中最美麗的天體，也是第一個被證認為是銀河外星系的天體，還是肉眼可以看見的最遙遠的天體。它就是大名鼎鼎的仙女星系，因為它在梅西葉星表中排在第31位，所以簡稱M31，是一個非常典型的旋渦星系。仙女星系也叫仙女座大星雲，因為當人們尚不知道它是旋渦星系的時候把它與氣體星雲混淆在一起而取了這個名字，至今人們仍然這樣稱呼它---秋夜星空中最美麗的天體，觀測M31的最好時間是在秋天的夜晚，每年10月9日子夜仙女座的中心經過上中天。
秋夜的星空不像春夏兩季的星空有那麼多明亮的星座，一群王族星座是秋夜星空的最大特點。這些王族星座的主人公是古代埃塞俄比亞的國王、王后和公主，以及從海中怪獸的手裏救回公主的勇士，即英仙。在仙王座、仙后座、仙女座、英仙座等一批王族星座當中，仙女座因為擁有M31而成為最受人們矚目的星座。仙女星系大致位於仙女座的中心位置，其中心座標為赤經00時42.7分，赤緯41°16´，在南緯48°以北的廣大地區都可以看到這個秋夜最美麗的深空天體。
為了能夠在浩繁的群星當中順利地找到仙女星系，我們需要首先熟悉一下秋夜星空。秋夜的銀河已轉到東北方，可以看見在銀河中“游泳”的仙后座，它有5顆相當明亮的恒星排列成英文字母“W”的形狀，很容易辨認。仙后座的西面為仙王座，東面是英仙座。銀河南邊不遠，有四顆亮星成一個明顯的四邊形排列，這就是著名的秋季大四邊形。四邊形的三顆星都屬於飛馬座，只有東北角的那一顆星是仙女座a星。仙女座a星的目視星等為2等，白色。從仙女座a星往北約12°，再往東約5°遠的地方有一顆3等的雙星，是仙女座γ星，中名叫“天大將軍”。這個“天大將軍”我們要格外注意，仙女座大星雲M31非常靠近它，就在它的西邊僅僅1°遠的地方。
仙女星系的總星等為4等，單位面積的亮度平均為6等，晴朗無月的夜晚用肉眼依稀可見，像一小片白色的雲霧。通過一架小型天文望遠鏡就能看出它那柔和的銀白色橢圓形狀。雖然仙女星系是一個典型的旋渦星系，但是由於它是側面朝向我們，所以不容易看出它的一條條的旋臂。通過口徑大一些的天文望遠鏡，可以看出它的一些結構，比如它的核心特別明亮，並且越往中心部分越明亮，還可以看出一部分旋臂，黑色的塵埃線、球狀星團和恒星雲等。另外還可以看到它的兩個矮星系伴侶M32和M110。M32是一個小的、呈圓形的、很密集的橢圓星系，在M31核心的南面。M110是一個略微暗弱一點兒但比M32更大且長的橢圓星系，在M31的西北邊。還有許多銀河系內的比較暗弱的恒星充滿了這一天區，更為仙女座大星雲增添了迷人的色彩。(續)
