根据最近的研究,银河系的直径最多可以达到20万光年。那么,20万光年是什么意思?天文学家是如何测量它的?20万光年代表长度,也就是光在真空中传播20万年的距离。光速最快,接近每秒30万公里。既然以光速旅行需要20万年,人类怎么能在有限的时间内知道银河系的直径呢?
诚然,光传播20万光年需要20万年,但这并不意味着我们不能在短时间内测量这个距离。在太阳系中,当测量天体的距离时,电磁波(即光)可以发射到天体,然后在等待电磁波反射回来后,通过测量时间差就可以知道距离。然而,我们不可能用这种方法测量银河系的直径。等待20万年是不现实的。再加上技术上的限制,用电磁波法测量银河系的直径就更不可能了。天文学家有其他方法不用等待很长时间就可以测量银河系的大小。银河系的结构
通过观察银河系和银河外星系中恒星的分布,天文学家知道银河系是一个圆盘状结构,中心有一些凸起,太阳系远离银河系中心,位于银河系的猎户座臂上。基于这一信息,银河系的直径只能通过测量太阳系和银河系中心之间的距离以及太阳系和远离银河系中心的银河系边缘之间的距离来知道。因此,测量银河系的直径相当于测量遥远恒星的距离。恒星测距方法通常包括三角形视差法、主序列恒星拟合法和造父变星法。当测量银河系的直径时,我们主要依靠三角形视差法和造父变星法。测距方法
三角形视差法是一种几何方法。我们在特定时间观察恒星点的位置。六个月后,地球转向太阳的另一边。我们再次观察恒星的位置。它的位置与背景星不一致,这将导致轻微的视差。只要测量视差角,就可以根据三角函数计算距离,因为太阳和地球之间的距离是已知的。天文学中最常用的长度单位“parsec”就是由此而来的。
除了恒星和星云等普通物质之外,银河系中可能还有大量暗物质。这种神秘的物质包围了整个银河系,形成了一种叫做暗物质晕的结构,它从银的中心向外延伸到30万光年。暗物质比普通物质丰富得多,其强大的引力维持着银河系的结构。
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