银河系有没有运动呢？我们需要 靠观测事实来说话。当我们观测恒星的时候，会有一些新的发现。我们观测了很 多星的运动，其中在天空横的方向上的运动叫作自行。还有一种运动，是在我们 视线方向上的运动。比如辆汽车与观测者的视线方向是一致的，就很难估计 它的距离和速度，也就是汽车迎面而来，或者背向而去的时候，看不出它走得多 快。但是向着我们视线方向的运行也有办法来观测。什么办法呢？常常在外旅行 的人有这样一个经验，坐火车的时候，如果前方有一列火车迎面而来，这列火车 的声音就会越来越尖锐。当两列火车互相离开的时候，声音就会越来越钝。也就 是说，运动的两列火车发出声音的频率会有变化。
同样的道理，在观测一颗恒星的光的时候，我们把光分解成光谱。在观测光谱的时候我们发现，谱线会有一种运动，谱线的运动就会表示出光的频率的变 化。当一颗星接近我们的时候，谱线会发蓝颜色，向更蓝方向走一点。当它背向我 们去的时候，谱线向红的方向走一点。这种速度我们叫作视向速度。经过了很多 年天体运行速度的各种分析以后，我们发现其实银河系是在转动的。在太阳附 近,银河系转动的速度达到每秒220公里，这是一个很高的速度。大家想一想，我们发射一个人造卫星，只要每秒 8公里的速度它就可以围着地球 转了。
但是太阳所在银河系这一 部分的旋转速度，是每秒220公 里。地球围着太阳转，金星、火星、 木星、土星都在围着太阳转。在描 述行星围绕太阳运动的时候，有 一个规律，叫作开普勒定理。符合 开普勒定理的一种运行是随着距 离的不同速度也不同。但是银河 系自身的旋转，既不是一个刚体 的运行，铁板一块，又不像太阳系 里行星围绕太阳的旋转形式，而 是在不同的地方运动的速度不一样，为什么呢？太阳系的天体在运行的时候，围 绕的中心是太阳。
太阳距离银河系的核心还有27000光年，在这27000光年的距 离内还有很多的星，这些星的质量都会汇聚到银河系中心来计算。而这些星是不 断运动的，所以银河系核心部分的质量在不断地变化。它们之间的速度互相制 约，比较复杂。即银河系是由恒星构成的一个庞大的集团，它至少有一千多亿颗 星，它还在不断地旋转，而这种旋转随着距离银河系核心部分远近的不一样，旋 转的速度也不一样。以上证明了银河系在旋转，银河系本身是一个旋涡星系，它 有很多旋臂，旋臂非常有意思，是银河系里恒星诞生的场所
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