| 词条 | 旋臂 |
| 释义 | § 简介 旋臂 旋涡星系内年轻亮星、亮星云和其他天体分布成旋涡状，从里向外旋卷。这种螺线形带称为旋臂，是旋涡星系外形的主要特征。大多数旋涡星系有两条旋臂，少数星系有三条以上的旋臂。 旋臂主要由星族Ⅰ的明亮的早型恒星构成。旋臂中除恒星外，还含有星际气体和尘埃，在旋臂的前部（按旋转中的前进方向）往往存在一暗黑的尘埃窄条。在旋臂中还可以观测到许多电离氢区。银河系有两条或者更多的旋臂，用光学方法可以观测到两条旋臂的一部分，用射电方法则可以观测到更多的部分（英仙臂、猎户臂、人马臂和三千秒差距臂等）。旋臂结构的实质可用密度波理论来解释。但是，旋臂的起源和演化问题目前尚未解决。 § 形成 旋涡星系都有几条美丽动人的长臂——旋臂，旋臂上拥挤着密集的星星和气体尘埃。然而，旋臂的存在却令人费解。一般说来，在引力作用下，星系应该是一个扁圆盘，不可能形成旋涡结构。即使暂时出现旋臂，在星系自转过程中，由于靠里面的恒星转动得快，外边的转得慢，星系形成不久旋臂就会缠紧。可是从银河系诞生到现在，太阳已经围绕银河中心旋转了二十多圈，却没有发现旋臂缠紧。这究竟是怎么回事呢? 密度波理论能较好地回答这个问题。 密度波是一种形象的比喻。假设有一段马路正在翻修，路面上只留了一条窄小的通道，那么这个地方就会显得非常拥挤，尽管汽车还是一辆辆地过去了，如果从天空中鸟瞰，好像看到这里一天到晚挤满了车辆。在星系中，旋臂就好像翻修的路段，这个地方恒星比较多，引力强，所以不仅吸引了大量的气体尘埃，而且当恒星通过这里时，都减慢了速度，使这里显得拥挤，远远看去就呈现出旋涡状的结构。事实上，旋臂中的恒星是不断地运动、更替的。 密度波只是告诉我们旋涡到底是什么，至于为什么偏偏会形成这样的密度分布，还是一个没有解开的谜。 § 宇宙构造 结合2005年斯皮策红外空间望远镜的观测数据，我们的银河系中央核心应该更长更大，使得整个核心看起来像一个超级棒状结构。在棒状结构的两端，延伸出两个主要的旋臂，这些旋臂结构有点儿像“星系的排气管”，从银河系的中央区域延伸到外围，但是从太阳系所处的位置来看，由于巨大的星际尘埃带以及气体云的遮挡，我们只能直接观测到银河系的部分悬臂结构，所以，从严格意义上说，我们不能将其他星系的外观臆想成银河系的样子，也不能将银河系的局部特征放大到整个星系的全部外观上。 在这些外围旋臂上，点缀着无数的恒星以及行星系统，还有巨大的星际尘埃带、气体云等等。我们的太阳系就位于其中一个外围旋臂上，这个旋臂结构叫“猎户座旋臂”，距离银河系中心大约2.5万光年。直到现在为止，银河系全部的外围旋臂还没有被人类完全认识，目前最常用的是通过较长的波长来对超远处的天体以及星系空间局部构造进行观测，而波长较长则可以减少尘埃等对观测造成的阻碍。并且从这一点出发，也可以通过探测如一氧化碳分子的分布情况，勾勒出银河系的部分结构特征，使得一氧化碳分子成为探寻银河系结构的示踪剂。 § 最新发现 剑桥大学的天文学家通过探测银河系中一氧化碳的方法，发现银河系的多了一条由一氧化碳分子构成的气体旋臂，新发现的气体旋臂位于人马座旋臂的末端。这条气体旋臂的存在使得银河系的外围旋臂之谜更加的扑朔迷离。而目前银河系的外围旋臂主要由矩尺座旋臂、南十字旋臂、英仙座旋臂、人马座旋臂和猎户座旋臂构成。 § 研究表明 剑桥大学的天文学家Tom Dame和Pat Thaddeus通过1.2口径的射电望远镜利用一氧化碳指示法，在距离太阳系极远的宇宙深空中，或者说在银河系的另一端发现存在另一种旋臂结构，这个发现证实了此前有研究表明：在盾牌-半人马旋臂的末端存在着由气体分子构成的新旋臂，并测量了这些气体分子旋臂的气体浓度。 但是这些气体是从何而来？可能解释是在恒星处于生命的晚期，外层气体结构中碳的浓度远高于氧的浓度。碳原子和氧原子结合，经过漫长的时间积累，在这一带上就聚集了相当的一氧化碳的浓度。也有研究表明：恒星产生一氧化碳过程不仅仅是晚年恒星的专利，就是连太阳也有这种活动。在上世纪70年代中期，对银河系内一氧化碳浓度进行初步的分布调查，结合这些数据以及先进的射电观测技术，对揭开并全面确定银河系外围各旋臂结构之谜将有非常积极的意义。 [1] |
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