時光荏苒,歲月如歌。人類在文明發展史的道路上,從未停止過對宇宙的探索和追求。 近年來,隨著科學技術水平的蓬勃發展,人們對宇宙的探索研究也取得了一些可喜成果和長足進步。在國外,美國科學家頻頻發射星系探測器,尋覓那些陌生而神秘的“天外來客”,在我國,“嫦娥一號”探月衛星成功升空,神舟系列飛船相繼“問天”,從此,我們有了一幅更加清晰的宇宙圖景和星系藍圖。 《青少年應該知道的星系》以宇宙中最基本的單位星係為核心,重點介紹了星系、星雲、星系團、星系群等天體系統的基本含義和細部特徵,以及它們的發現由來和演化過程。由表及里,我們還用主要篇幅穿插講解了銀河系、河外星系等宇宙星系,並伴有圖片說明,同時還編寫了與天文知識相關知識小百科。 《青少年應該知道的星系》(作者華春)從巨觀到微觀,從群體到個體。既可整體為本,也可獨立成篇;既有精美的圖片解釋,又有翔實的文字註腳;知識豐富,意趣叢生;圖文並茂,相得益彰。相信它在給你的學習和生活帶來幫助的同時,對你在豐富科學知識和開闊視野方面也大有裨益。
基本介紹
- 書名:青少年應該知道的星系/青少年科普圖書館
- 出版社:團結出版社
- 頁數:180頁
- 開本:16
- 作者:華春
- 出版日期:2009年11月1日
- 語種:簡體中文
- ISBN:9787802148628
圖書目錄
第一節 太空漫步——宇宙
第二節 宇宙弧線——星系
1.天體世界——星系
2.有容乃大——星系的分類
3.四大嫡系——星系類型
第三節 星際物質——星雲
1.雲山霧海——星雲的含義
2.殊途同歸——星雲的分類
第四節 群星閃耀——星團
1.炫巧爭奇——星團
2.數形結合——星團的分類和特徵
第五節 深空部落——星系團
1.星系家園——星系團
2.形態各異——星系團的分類
3.哈勃定律——星系團的運動特徵
第六節 群居天體——星系群
第七節 斗轉星移——星系的演化
1.年復一年——星系的形成過程
2.宇宙往事——人們對星系形成的認識
3.開天闢地——宇宙大爆炸理論
第二章 地球之家——銀河系
第一節 星河璀璨——銀河系
1.漩渦星河——銀河系
2.發現之旅——銀河系的由來
3.河漢掃描——銀河系的特徵和結構
第二節 探索研究——銀河系探索史
1.古代探索史
2.近現代研究
第三章天外有天——河外星系
第一節 縹緲秘境——河外星系
1.星羅棋布——河外星系
2.光年之間——河外星系的特徵
第二節 宇宙“吉尼斯”——河外星系之最
1.最大的星系——仙女座星系
2.最有生命力的星系——獵犬座星系
3.最明亮的星系——麥哲倫星系
4.最美麗的星系——室女座星系
第四章 遙無止境——總星系
第五章 科學發現——宇宙前沿
第一節 銀河之水——暗物質
1.秘境追蹤——暗物質
2.神奇力量——暗能量
第二節 太空夢想——宇宙觀念
1.縱橫捭闔——“宇宙大尺度結構”
2.風雨無阻——宇宙觀念和宇宙結構觀念的發展
第三節 光變核能——活動星系
第六章 相伴而行——人類與宇宙
第一節 天文巨匠——宇宙“先行者”
1.張衡
2.僧一行
3.郭守敬
4.尼古拉·哥白尼
5.伽利略
6.哈勃
第二節 星光獨自——人類對宇宙400年的凝視
第三節 窺天利器——望遠鏡套用發展史
1.伽利略
2.牛頓
3.惠更斯
4.威廉·赫瑟爾
5.威廉·巴森茲
6.葉凱士
7.哈勃
8.加州巴洛馬山的海爾望遠鏡
9.計算機輔助觀測
10.多面反射鏡組成單一影像
11.電子藕合裝置進一步輔助觀測
12.拼嵌式望遠鏡
13.哈勃太空望遠鏡
第四節 聚焦長空——星系觀測簡史
文摘
(一)具體特徵
銀河系是太陽系所在的恆星系統,包括1千200億顆恆星和大量的星團、星雲,還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。它的總質量是太陽質量的1400億倍。在銀河系裡大多數的恆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,那裡星少,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,即有一個銀心和四個旋臂,旋臂相距4500光年。其各部分的旋轉速度和周期,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,運轉的周期約為2.5億年。
銀河系物質約90%集中在恆星內。恆星的種類繁多。按照恆星的物理性質、化學組成、空間分布和運動特徵,恆星可以分為5個星族。最年輕的極端星族I恆星主要分布在銀盤裡的旋臂上:最年老的極端星族Ⅱ恆星則主要分布在銀暈里。恆星常聚集成團。除了大量的雙星外,銀河系裡已發現了1000多個星團。
銀河系裡還有氣體和塵埃,其含量約占銀河系總質量的10%。氣體和塵埃的分布不均勻,有的聚集為星雲,有的則散布在星際空間。
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。據估計其質量可能達到太陽質量的250萬倍。
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河外星系。
一般認為,銀河系中的恆星多為雙星或聚星。而最新發現證明,銀河系的主序星中2/3都是單星。銀河系螺旋手臂與之前所觀測的結果大相逕庭,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。
在像銀河系這樣的棒旋星系,主螺旋手臂包含著高密度恆星,能夠誕生大量的新恆星,與星系中心的長恆星帶清晰地連線在一起。與之比較,未成形螺旋手臂所具有的高氣體密度不足以形成恆星。
(二)總體結構
銀河系的總體結構是:銀河系物質的主要部分組成一個薄薄的圓盤,叫做銀盤,銀盤中心隆起的近似於球形的部分叫核球。在核球區域恆星高度密集,其中心有一個很小的緻密區,稱銀核。銀盤外面是一個範圍更大、近於球狀分布的系統,其中物質密度比銀盤中低得多,叫作銀暈。銀暈外面還有銀冕,它的物質分布大致也呈球形。
銀河的盤面估計直徑為100000光年,太陽至銀河中心的距離大約是26000光年,盤面在中心向外凸起。
銀河的中心有巨大的質量和緊密的結構,就像許多典型的星系一樣,環繞銀河系中心的天體,在軌道上的速度並不由與中心的距離和銀河質量的分布來決定。在離開了核心凸起或是在外圍,恆星的典型速度是每秒鐘210~240千米之間。因此這些恆星繞行銀河的周期只與軌道的長度有關,這與太陽系不同,在太陽系,距離不同就有不同的軌道速度對應著。
銀河的棒狀結構長約27000光年,以44±10度的角度橫亘在太陽與銀河中心之間,它主要由紅色的恆星組成,可能都是年老的恆星。
銀河的盤面被一個球狀的銀暈包圍著,估計直徑在25萬至40萬光年。由於盤面上的氣體和塵埃會吸收部份波長的電磁波,所以銀暈的組成結構還不清楚。盤面(特別是旋臂)是恆星誕生的活躍區域,但是銀暈中沒有這些活動,疏散星團也主要出現在盤面上。
銀河中大部分的質量是暗物質,形成的暗銀暈估計有6000億至3兆個太陽質量,以銀河為中心被聚集著。
(1)銀盤
銀河系的銀盤是在旋渦星系中,由恆星、塵埃和氣體組成的扁平盤。
銀盤直徑約25千秒差距,厚1~2秒差距,自中心向邊緣逐漸變薄。太陽位於銀盤內,離銀心約8.5千秒差距、在銀道面以北約8秒差距處。銀盤內有旋臂,這是氣體、塵埃和年輕恆星集中的地方。銀盤主要由星族I天體組成,如G~K型主序星、巨星、新星、行星狀星雲、天琴RR變星、長周期變星、半規則變星等。
銀盤是銀河系的主要組成部分,在銀河系中可探測到的物質中,有九成都在銀盤範圍以內。銀盤外形如薄透鏡,以軸對稱形式分布於銀心周圍,其中心厚度約1萬光年,不過這是微微凸起的核球的厚度,銀盤本身的厚度只有2000光年,直徑近10萬光年,可見總體上說銀盤非常薄。
除了1000秒差距範圍內的銀核繞銀心作剛體轉動外,銀盤的其他部分都繞銀心作較差轉動,即離銀心越遠轉得越慢。銀盤中的物質主要以恆星形式存在,占銀河系總質量不到10%的星際物質,絕大部分也散布在銀盤內。星際物質中,除含有電離氫、分子氫及多種星際分子外,還有10%的星際塵埃,這些直徑在1微米左右的固態微粒是造成星際消光的主要原因,它們大都集中在銀道面附近。
(2)銀心
銀心是銀河系的中心凸出部分,是一個很亮的球狀,直徑約為兩萬光年,厚一萬光年。這個區域由高密度的恆星組成,主要是年齡大約在100億年以上老年的紅色恆星。在中心區域存在著一個巨大的黑洞,星系核的活動十分劇烈。
P86-90
序言
加強科普教育和科普讀物出版工作,是加快國家建設和發展的需要。中共十七大提出要把我們的國家建設成為富強、民主、文明、和諧的社會主義現代化國家,要在2020年實現全面建設小康社會的目標,必須堅持以經濟建設為中心。為加快國家發展,要抓緊時機,實施科教興國、人才強國和可持續發展的三大戰略。把科教興國戰略放在第一位,就是要充分發揮科學技術作為第一生產力的作用,認真落實國家中長期科學和技術發展規劃綱要,依靠科技進步,建設創新型國家;要著眼於長遠,努力培養新一代創新人才,提高勞動者素質,增強創新能力。大量優秀的科普讀物的出版發行正是科學的教育和普及的基礎性工作,是科教興國、人才強國的文化基礎工程。
加強科普教育和科普讀物出版工作,同時也是我們社會文化建設的需要。中共十七大強調“弘揚科學精神,普及科學知識”,是“建設和諧文化,培養文明風尚”的重要內容,特別提出要重視城鄉、區域文化協調發展,著力豐富農村和邊遠地區的精神文化生活,為青少年健康成長創造良好的文化環境。
有關科普教育和科普讀物出版發行工作,多年來得到中央和地方各級政府部門和相關社會團體的廣泛支持。2002年6月29日,《中華人民共和國科學技術普及法》正式頒布實施,標誌著我國科普事業進入法制建設和發展的軌道。為持續開展民眾性、社會性科普活動,中國科協決定從2(005年起,將每年9月第三周的公休日定為全國科普日。自2003年以來,為支持老少邊窮地區文化事業發展,由國家文化部、財政部共同實施送書下鄉工程。2009年2月,中國科協等單位五年內在全國城鄉建千所科普圖書室的活動舉行了啟動儀式。多年來有關政府部門和社會團體堅持不懈的送書下鄉活動,推動了科普工作在全國,特別是在農村、邊遠地區和廣大青少年中的開展,豐富了他們的精神文化生活,提升了他們的科學文化素質。
貫徹中共十七大精神,適應國家建設的發展需要,特別是廣大農村、邊遠地區發展的需要,以及青少年健康成長的需要,像《青少年科普圖書館》叢書這樣一類科普讀物的大量出版,符合廣大青少年探究自然科學的閱讀興趣和求知慾望,相信一定會得到青少年朋友的歡迎和喜愛。希望有更多更好的青少年科普讀物出版,為青少年的健康成長,為提高全民族的科學文化素質,促進國家的現代化建設和文化大繁榮作出新的貢獻。