银河系大了100倍！围绕银河中心4旋臂，并非实体，只是波峰迹线

》一直以来，甚至几个月前，教科书里的银河系版本都是直径10万光年。科幻电影《星球大战》里所有的故事，都是以此为背景展开的，银河帝国的疆域范围就是直径10万光年的银河系。

直到今年6月，日本位于夏威夷岛上的8.2米单口径光学望远镜~昴宿星团望远镜，对银河系银盘恒星的密度进行了测量，发现在50万光年以外恒星的密度突然下降。所以天文学家们认为，那里就是银河系的边界。

然而，星系盘内的恒星密度随时都在变化，就是这种变化，形成了星系的美丽形状。

银河系的中间是一个巨大的黑洞，位置在半人马座方向，质量约为几百万个太阳质量。我们所在的太阳系，距离银河中心2.6万光年左右。

直径10万光年对比直径100万光年，读者可以自行想象一个直径10厘米的碟子和一个直径一米的圆桌的差别。

》所谓不识庐山真面目，只缘身在此山中。直到今天，人类一直没有办法直接看到银河系的形状。

我们看到的银河系的银盘，被厚厚的尘埃和恒星所阻挡，使我们无法看到银河系的边缘。从地球上观测，恒星和星云围绕在地球的周围，成为一个环带状。英语称之为milky way（牛奶之路），古人称之为银河、星汉。

在天空中没有一面巨大的镜子，在所有的教科书里面的银河形状，都是根据想象的图画出来的。

根据人类连观测带猜测的想象，银河系有4条旋臂：英仙座旋臂，猎户座旋臂，人马座旋臂，3000秒差距旋臂。

》宛如风车形状的美丽星系，那些弯曲的旋臂，并非实体，只是密度波波峰的轨迹线。

银河系的四大旋臂，紧紧围绕着中心大黑洞，就仿佛中心大黑洞是一根轴，而这些旋臂像是风车上的风扇页。

我们的太阳系就位于猎户座的旋臂内侧。旋臂内的恒星是不固定的，它们的流进流出，在局部范围内的密度增加，才组成了视觉效果上的旋臂。

也就是说，在若干年前，太阳系位于猎户座悬臂的外侧，慢慢的流到了旋臂的内侧，最终会离开猎户座旋臂。

恒星和星际物质，之所以在旋臂范围集中，因为那里有一个看不见的引力势阱，根据广义相对论，更确切的说，是一个扭曲的时空范围。

这个扭曲的时空范围，旋转着横扫整个银河系的银盘，所到之处，改变了恒星和星际物质的间距和密度，让银河系银盘内的恒星密度像波浪那样起伏，这就是所谓的“密度波”。

星系的旋臂，所展现出来的形状，就是密度波的波峰轨迹线所构成的。

由于在旋臂内富集的星际间物质比较多，所以那里是年轻恒星的摇篮。

》越接近于星系的中心，恒星旋转的角速度越快，如果旋臂是由物质组成的，随着时间的推移，旋臂就会越缠越紧，还会像拉面一样，越拉越细。

正是由于密度波，才避免了上述情况的发生，让星系维持着美丽的形状。

密度波理论是由天文学家林德布拉德首先提出的，后来又经美籍华裔天体物理学家、流体力学专家和数学家林家翘等人发展成完整的数理理论。林家翘是一位天才的学者，著名的物理学家李政道曾经想拜林家翘为师学习流体力学。

》正是由于大质量扭曲了时空，才产生了密度波。但是银河系的质量，却远远的比观测到的要大很多。

如果银河系的质量都是由可观测到的那些恒星、白矮星、中子星、黑洞以及行星和星际间尘埃所构成的，那么银河系早就解体了。

因为围绕银河系中心运行的星体，它们的速度远远高于可见物质所能够提供的引力维系的速度。

这表明银河系内有庞大的暗物质，提供额外的引力。根据计算，这些庞大的暗物质所占的质量，高达85%。

现在尚不清楚的是，暗物质在形成密度波的过程中起了多大的作用。

》银河系到底有多大多重，一直存在疑问。以前我们以为仙女座大星云是本星系团中最大的。

哈勃太空望远镜对仙女座大星云直接观测的结果显示，仙女座内有1万亿颗恒星。银河系内的恒星，估算数量在5000亿颗左右。但是根据天体的运动规律，银河系内的恒星运行速度要快，计算出来的银河系内的逃逸速度是550公里每秒。仙女座大星云内计算出来的万有引力逃逸速度为470公里每秒。

80公里每秒的逃逸速度差显示，银河系比仙女座大星云要更重。

在今年6月科学家用昴宿星团望远镜确认银河系边界之前，科学家就开始不断的把银河系的范围向外延伸。科学家也曾经认为银河系的直径有16~20万光年。但是从来没有哪一次像这次推进的如此遥远。

如果按照银河系的半径是52万光年，那么已经把大麦哲伦星云和小麦哲伦星云包括在银河系内。因为大小麦哲伦星云距离银河系中心的位置大约只有20万光年（其中大麦星云18万光年，小麦星云21万光年）。

银河系比我们想象的要大得多，而且结构也要复杂的多。

银河系应该才是本星系群中的老大。在银河系的外围可能有更多的恒星组成的星流和旋臂。

目前的观测证明，被银河系银盘所分割的天球，上下两半球在人类的视野里一样的辽阔。从目前的认知状况来说，银河系确实位于可观测宇宙的物理中心。