adc|宇宙(9)我们怎样测量银河系的大小,以及形状的?( 二 )


那么以天狼星的亮度为标准 , 我们在宇宙中找那个看起来最暗的恒星 , 看它的亮度是天狼星亮度的多少分之一 , 我们就能知道它和我们的距离是天狼星的多少倍 。
关键的问题是 , 我们并不知道天狼星和我们的距离 , 所以赫歇尔又假设出来一个基本单位:天狼星米 , 所以根据它的测量 , 这个盘子的大小为1000个天狼星米 , 厚度为100个天狼星米 。 现在我们知道天狼星的距离为8光年 , 那么赫歇尔当时测出来的银河系直径为8000光年 。 很明显错的离谱 , 但是这一数字在当时可算是震惊四座 , 让我们首次对宇宙的大小有了一个直观的感受 。
除此之外 , 赫歇尔还利用这个庞然大物在天空中发现了大量的星云 , 短短2年的时间就将梅西耶星表中的对象扩充到了2500多个 。 这只能说明望远镜的口径大了真的是好 , 当年梅西耶发现103个深空天体用了几十年的功夫 。 这就是差距 。
现在我们常看到的深空天体的编号除了有M开头的 , 还有NGC开头的 , 这是深空天体的新总表 , 里面包含了7000多个星团、星系和星云 , 是1880年代人们在赫歇尔观测的基础上汇总的新星表 。
在最初天文学的发展中 , 你会发现这样的现象 , 只要望远镜的口径不断地变大 , 就会有更多的发现 , 当然也就推动了天文学的发展 , 所以到了1845年 , 在爱尔兰有一户财主 , 他是第三任罗斯勋爵 , 名叫帕森斯 , 就斥巨资建造了维多利亚时代最牛得望远镜 。
口径达到了1.8米 , 整个建筑看起来像一门超级大炮一样 , 这个记录一直保持到了1917年 , 才被威尔逊山上2.5米口径的胡克望远镜超越 。
帕森斯通过自己的望远镜这时才分辨出星云的不同细节 , 他就看到了有些模糊的星云其实就是星团 , 有些星团密度小 , 有些星团密度大 , 现在我们知道他们是疏散星团和球状星团 。
当然他也看到了行星状星云和超新星遗迹 , 也看到了恒星形成区域显示出来的色彩 。 当然他也看到了一些星云是椭圆形的怪物 , 无法分辨出其中的结构和单颗恒星 , 现在我们知道这是椭圆星系 。
还有一类星云 , 能够分辨出它具有螺旋状的结构 , 当时帕森斯就手绘了一幅图 , 这是M51星系 , 这是人类第一次看到星系的螺旋结构 。
你可能会想为什么最先看到的是M51 , 而不是离我们最近的仙女座星系 , 因为M51的盘面正好正对我们 , 所以很容易能看到他的螺旋结构 , 而M31在我们视线方向有点侧对着我们 , 不容易看到 。
在19世纪末期 , 天文学还有一个不得不说的巨大成就 , 业余天文学家罗伯茨将照相技术和天文望远镜结合在了一起 , 从此人类进入了天文摄影时代 。 这是一个巨大的进步 , 以前的天文学家必须守在望远镜跟前靠肉眼观测 , 然后手绘看到的景象 。 有了照相技术 , 不仅能够长时间曝光捕捉更多的光子 , 看到更微弱的天体 , 而且获得的景象更加的真实 , 当然也让天文观测变得轻松了许多 。
现在看到的这张照片就是1888年 , 罗伯茨拍摄的M31星系 , 这是人类拍摄到的第一张星系照片 。
可当时人们并不知道这就是星系 , 只看到了他有螺旋结构 , 以为他是“原恒星” , 也就是恒星形成的早期阶段 。 所以关于它到底是啥 , 在20世纪20年代人们还进行了一场大辩论 。 这是我们下节课的内容 。
好 , 下面我们继续说人们对银河系的了解 。 1917年在卡内基基因会的支持下 , 美国加州理工大学在威尔逊山上建造了一台口径为2.5米超级望远镜 , 并且在这之后的30年间 , 一直保持这最大望远镜的记录 。
它相对于帕森斯的望远镜来说 , 不仅口径大 , 而且镜面要好得多 , 它用的是镀银玻璃 , 而不是以前的铜锡合金打磨出来的镜面 , 而且胡克望远镜建山上 , 大气的扰动很小 , 在加上美国的天气要比英国的好得多 , 所以胡克望远镜真正是打开了人们的视野 。
在第一批使用胡克望远镜的天文学家中有一个人叫沙普利 , 他通过研究球状星团就发现 , 球状星团的分布不均匀 , 大部分聚集在人马座方向 , 前面我们说了 , 赫歇尔认为我们处在一个盘子中 , 但没有说我们具体处在盘子的哪个位置 。
那么沙普利的发现就说明我们没有处在盘子的中心 , 因为如果我们处在中心的话 , 我们会看到在各个方向球状星团的分布应该是均匀的 。 但事实上 , 球状星团在一个方向比较密集 。 所以我们处在这个盘子的边缘 。
随后沙普利通过测量球状星团的距离 , 再次刷新了我们对宇宙大小的认识 , 当时他测出来的距离是这样的 。 银河系直径20光年 , 厚度为3万光年 , 我们距离银河系中心为5万光年 。