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在天高气爽的秋夕抬头仰望，会看到一条白茫茫的银带高悬在头顶的天空。这就是银河。古时候人们曾为这条奇异的银带编造了许多动人的神话故事。中国的牛郎织女被这条天河所隔，使诗人为之叹息：“河汉清且浅，相去复几许？盈盈一水间，脉脉不得语。”实际上天空当然没有大河，银河只是密集群星给人的表面印象。
直到伽利略把他的望远镜1” target=”_blank”>指向天空之后，银河才开始显露出一些真面目。原来它是由无数密集的星辰组成的，而在其它方向上星辰的数量比较少，所以看起来才像一条带子或银色的大河。银河里的星辰有许多都距离太阳系成千上万光年，这在本世纪初已经显得是无比遥远了。当时很多天文学家都认为人类所能了解的宇宙范围大概就限制在银河的密集群星之中。为了对银河群星所形成的宇宙范围有个整体概念，天文学家在 18 世纪中叶就对各个方向上的恒星计数，了解到银河所代表的宇宙范围是扁平的，像一块运动场上的铁饼，而太阳系也在这块饼里面。人们从饼内向外看，垂直于圆盘方向上穿过的距离短，遇到的星数少，而平行于圆盘方向穿过的距离长，看到的星多，所以才会看出一条星辰密集的银河。表面的银色带状群星密集区和由这些星所组成的扁平天体系统是两种不同的概念，现在分别用“银河”与“银河系”两个术语来表述，有时也把后者称为“银河星系”。
粗看起来一整圈银河亮度似乎相差不太多，所以起初天文学家认为太阳居于银河系的中心。这真是“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。实际上由于星际空间有气体和尘埃吸收了很多星光，使离太阳稍远的地方被遮挡，才使那时的天文学家上了当。直到 1918 年测定了很多球状星团的位置和距离之后，才知道银河系的中心并不是太阳，而是在远离太阳的人马座方向，距离太阳 2 万多光年。那时假定球状星团对银河系中心成球对称分布，没有理由全都偏在银河系的一侧，后来知道这个假定相当正确。
银河系之外还有些什么？这是一个长期为天文学家感兴趣而又争论不休的问题，直到 1924 年以后才真正有些眉目。实际上 18 世纪中叶德国哲学家
康德就有过宇宙里存在着很多类似银河系这样的天体系统的看法，他认为在仙女座里肉眼都能模糊看到的那个大“星云”并不是普通的星云，而是和银河系类似的天体系统，他甚至认为银河系和仙女座星云像孪生姐妹。约 100 年以后德国博物学家洪保德甚至还为这类天体系统取了一个“宇宙岛”的名称。但是康德的这些看法在很长时期并没有为大多数天文学家所接受。对于天空中陆续发现的所谓“旋涡星云”包括仙女座星云在内，多数天文学家仍然认为是银河系内的一类特殊天体。少数赞同康德和洪保德主张的人又苦于无法从观测上找出确凿无疑的证据。为解决两派争端，1920 年 4 月美国科学院甚至专门出面主持召开了一次会议，由两派代表人物沙普利和柯蒂斯进行辩论，前者认为旋涡星云都是近处天体，在银河系之内；而后者则认为它们远在银河系之外，是与银河系本身可以类比的天体系统。双方尽管争辩十分激烈，但谁的论据也不充分，谁也说服不了对方，最后仍以无结论告终，但总的来看仍以反对康德意见的沙普利一派继续占上风。一直到 1924 年美国青年天文学家哈勃在仙女座“星云”里发现了造父变星之后，情况才发生了根本性逆转。根据当时对造父变星的了解，哈勃断定仙女座星云在 80 万光年之外，远远超出银河系的范围。从那以后对那些远离银河系的恒星系统才开始使用“星系”这个术语，意思等同于洪保德的宇宙岛，有些人还愿意在星系之前加上“河外”这个形容词把它们和银河系以内由气体和尘埃组成的星云划分开来。后来发现当时认定的造父变星实际分属不同类型，按照更精细测定的周光关系推算出仙女座星系的实际距离是 225 万光年。现在已经在天空中发现了上亿个星系。这样一来不仅太阳系不再是银河系这个小宇宙的中心，而且银河系也降为一个不足为奇的普通星系。宇宙展现出更大范围、更高层次，人类的眼界也大为开阔了，对物质世界不可穷尽性的认识也大大提高了。
现在对于银河系的真实形状已经有了比较确切的了解。它的主要发光部分有点像个摊鸡蛋，中间有个球形，旁边摊成薄片。银河系的扁平圆盘叫做银盘，中央的球形隆起叫做核球。在主要发光部分之外，银河系还包括一个球形的区域，里面有球状星团、天琴 RR 型变星等天体，但分布得很稀疏，被称为银晕。近年来还发现在银晕外还有一个更大的球形区域，里面的可见天体更少，但有明显迹象表明其中仍然包含相当多物质，有人把这个区域称为大晕，有人把它叫做银冕。
银河系的恒星总数大约有 3000 亿颗。虽然在恒星之外银河系还包含着大量气体和尘埃，但能够直接探测到的物质中 90％以上是恒星。在 1980 年以前，人们普遍认为通过各种方式探测到的银河系物质总质量大约是太阳质量的 2×1011 倍。然而 80 年代以来，由银河系对它外围天体和附近小星系的引力作用判断，银河系的质量要比原先的设想高出一个数量级，达到 2.1×1012 倍太阳质量，表明在主要发光物质之外有大量不可见的物质散布在广阔的区域里。银河系全部发光物质的总光度大约是太阳光度的 2.5×1010 倍，这相当于每秒钟发出 1037 焦的能量，从这些数字可以看出银河系里大多数恒星比太阳暗。
和银河系的总质量测定值相反，其发光部分的尺度最近的测定值反而比 80 年代以前估计的要小。过去公认银盘直径约为 10 万光年，太阳约离银河系中心 3 万光年。1986 年宣布的新测定值是：银盘直径约为 7 万光年，太阳到银河系中心只有 2.3 万光年。此外，银盘平均厚度约为 5000 光年，中心核
球直径约 1 万光年。在核球正中还有一个银核，直径只有约 30 光年。在主要发光部分以外，银晕的直径约为 10 万光年，而新发现的银冕则一直伸展到离中心 30 万光年的范围。
旋臂基本上在银盘的对称平面上，这个把银盘横向一分为二的对称面称为银道面，太阳系差不多在这个面上，仅仅向北偏离约 25 光年，所以在地球上看起来银河似乎正好把天空分为两半。在地球上以银道面为基准来研究银河系内各天体的分布比较方便。
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