一幅银河系的三维星际地图（见图5）
图5：银河系三维模拟（图片来源：ESO/NASA/JPL-/M./R.Hurt/CC BY）
天文学家将银河系从内向外划分为中央的银心、中间有凸起的银球、包含旋臂的银盘，以及包围上述所有结构的近似球形的银晕（见图6） ）。 银晕包括看不见的暗物质晕和散布着一些球状星团的星晕。 两者在空间上重叠，且前者更大。
图6.银河系结构示意图（图片来源：、、图片稍加修改、编辑：邱鹏）
什么是球状星团？ 一般来说，由物理上相关的十颗以上恒星组成的群称为星团。 其中，由数十至数千颗恒星组成、结构松散、形状不规则的星团称为“疏散星团”。 它们一般比较年轻，主要分布在银盘上，如昴宿星团； 数量少则数万，多则数十万颗恒星组成的星团，形状如雪球，称为球状星团。 它们一般都比较古老，主要分布在银河晕中，比如北方天空最亮的球状星团M13。 M13位于武仙座，包含约100万颗恒星（见图7）。 46年前，人类使用当时最大的射电望远镜向可能居住在那里的外星文明发送信息。 这条信息包含了人类的DNA、原子序数、地球位置等信息，大约在22200年后到达这个星团。
图 7. M13 球状星团（图片来源：Adam Block, Mt., U.）
在银河系的所有结构中，围绕银心的核球是最亮的部分。 从地球上看，银河系的中心位于人马座方向。 研究发现，位于银河系中心的紧凑射电源源人马座A*（SgrA*）是一个超大质量黑洞，质量约为太阳质量的415万倍。 核球部分位于南半球天空，南半球一年四季都可以看到，因此南半球看到的银河更加绚丽（见图8）。 在北半球，以北京附近地区为例，夜间银河中心升起的最高点约为20度，适合夏季观赏。
图 8. 智利甚大望远镜 (VLT) 的导星激光指向银心方向（图片来源：ESO/Y.,:////v///phot-33a-07. tif.html)
尽管人们很早就怀疑银河系中心存在超大质量黑洞，但实际测量的证据来自于近年来对人马座A*附近十多颗大质量恒星高精度空间运动的监测。 S2是其中最亮的恒星之一。 它不仅有一个周期为16年的围绕人马座A*黑洞的轨道，而且第二周期的轨道与前一周期形成玫瑰花结，而不是重叠的椭圆。 这种现象也称为“史瓦西进动”。 这一发现不仅为银河系中心存在超大质量黑洞提供了有力的证据，也为爱因斯坦的广义相对论提供了观测证据（见图9）。
图 9.（上）恒星 S2 绕银河系中心黑洞运行的模拟。 （下）显示史瓦西进动轨道差异的示意图。 （图片来源：ESO/L. Calçada）
2019年4月，人们首次欣赏到“剧集望远镜”拍摄的位于M87星系中心的超大质量黑洞照片。 科学家们在拍摄这个黑洞照片的同时，实际上还拍摄了位于银河系中心的人马座A*黑洞的照片。 不过，这些照片尚未“冲洗”。 不过，作为距离我们最近的超大质量黑洞的第一张照片，它仍然值得期待（见图10）。
图10.人马座A*黑洞的计算机模拟图像（图像来源：Event /ESO）
有银河系的 4D 地图吗？ 第四维度可能是时间，尽管它不像三维空间的维度那样是可逆的。 银河系是如何形成和演化的？ 未来的命运是什么？ 天文学家正试图根据实际测量和理论研究寻找线索。 例如，去年4月，中国天文学家主导的一项研究发现，银河系在演化过程中“吞没”了一些较小的星系[7]。
我们乘坐太阳系的小船，以每秒约220公里的速度绕银河系中心运行，完成一圈大约需要2.4亿年[8]。 上一次太阳系移动到接近当前位置时，地球正处于恐龙开始崛起的三叠纪，上一次是鹦鹉螺统治海洋的奥陶纪（见图11）。 下次回来会是什么样子呢？
图11.（左图）恐龙化石，（右图）鹦鹉螺活体（图片来源：网络）
银河系深处隐藏着无数的宝藏，当然也包括用恒星尸体制作的霓虹衣。 下一站，我们将参观那些仍保留着恒星体温的星云。 更多精彩资讯，请关注。
参考：
[1] M. López 等人，银河系 25 kpc 中的盘星，2018 年，A&A，612，L8；
[2] R. et al., A to with 0.3%, 2019, A&A,625,L10;
[3] S.等，An in the，2017，ApJ，837，30G
[4]Laura L.，来自 Gaia DR2 Halo 的质量银河系，2019，ApJ，873，118W
[5] Rix.Hans-等人，银河系圆盘：和圆盘，2013，A&Arv, 21, 61R
[6] XD Chen et al., An 3Dmap of the warp's by , 2019,NatAs, 3, 320C
[7] QF Xing 等人，对于带有 r- 的晕星，2019，NatAs，3，631X
[8] Linda S. 等人，载于：An，2007 年，ISBN，第 90 页。
主要创作者简介
王慧娟是中国科学院国家天文台星云项目研究员。 主要从事恒星物理及高精度光度测量和光谱探测方法研究。
蒋晓军，中国科学院国家天文台研究员，中国科学院大学博士后教授。 主要从事恒星物理和天文技术研究。
主编：石硕
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