科學家們是怎樣找到並測量到地球在銀河系位置的

以銀河系的眼光看地球，我們的家園也就是一小片飄零的草葉，藉助超級颶風也難發出輕微的聲響，人類更是渺小到可忽略不計的地步了。是智慧賦予我們洞察蒼穹的渴望與能力，雖然在體量上沒有可比性，但是在對彼此的認知與探索上，主動權永遠掌握在我們手上。

我們知道地球是球形的，因為跳出地球的衛星可以為我們拍到地球的照片。可直到現在，人類的探測器也才剛剛跨越太陽系邊緣，人類仍然無法預料自己何時才能跳出銀河系，涉足河外星系。那麼，銀河系的真面目，到底是怎樣被科學家逐一還原的呢?

有天文觀測經驗的人知道，夜幕下仰望蒼穹，我們看到的只是天空中的一條銀色飄帶，由於被大地擋住了視線，這並不是銀河的整個側面。銀河側面完整的景象是天文望遠鏡升入太空後才觀察到的，那景象十分壯觀：整個天空就像一個大圓球包圍著我們，一條扁平細長的銀色條帶環繞整個天際，這道銀河把圓球形的天空一分為二，每一半都是個半球!這讓我們覺得地球是被銀河系環繞著的。由此，天文學家推測銀河系側面是扁平的，根據飄帶的形狀猜想，銀河系的側面應該是扁平而中間微凸的形象，很像一個凸透鏡的側面。

準確命名有反覆

隨著空間探測科學的發展，科學家發現星系不外乎這樣幾個類型。首先是橢圓形狀的，叫作「橢圓星系」，其特點是從哪個方向看它都是橢圓形的，就像一枚鴨蛋一樣。銀河系側面是扁平的，顯然不屬於橢圓星系。其次是旋渦形狀的，叫作「旋渦星系」。旋渦星系的側面就像個凸透鏡，扁平而中間鼓凸，與銀河系的側面一樣。由此，科學家猜測，銀河系很可能是旋渦星系。其他還有透鏡星系、圓盤星系和形狀怪異的罕見星系，就外形而言，它們均與銀河系不搭界。

天文望遠鏡觀測發現，有很多旋渦星系或透鏡星系的中心都有個中間粗兩頭稍尖的棒子形狀。天文學家當時雖然還不知道星系中心的「棒子」是怎麼形成的，但根據星系之間的聯繫，天文學家推測銀河系的中心很可能也橫亘著一根巨型「棒子」。

談到近年來天文學的巨大成就，就不能不提哈勃空間望遠鏡和後來的斯皮策空間望遠鏡。2016年4月，哈勃空間望遠鏡探測到了距離我們134億光年之遙的GN-z11星系。這是人類當時能夠探測到的最遙遠的星系。在此之前，人類能看到的最遠星系距離我們132億光年，而GN-z11星系距離我們有134億光年。134億光年是啥概念?它意味著我們看到的GN-z11其實是它134億年前的樣子，那時候大爆炸才剛剛發生了4億年。它發出的光，在宇宙中走了134億年，才被我們捕捉到。這讓我們距離揭開宇宙大爆炸之謎又向前邁進了一大步。

是哈勃空間望遠鏡為我們展現了億萬光年之外的神秘星界，給人類天文學插上了騰飛的翅膀。

斯皮策空間望遠鏡升空兩年後，它探測到了銀河系在紅外光下的清晰形象。由於紅外線更容易透過氣體和塵埃，因此銀河中心的景象就展現在斯皮策空間望遠鏡中。科學家根據銀河系更真實的側面形狀清楚看到，銀河中心不僅有個「棒子」，而且還是兩根。銀河系其實是旋渦星系中的一類——棒旋星系。中心有「棒子」的星系一般只有兩個較大的旋臂，銀河系便是。據此，天文學家為銀河系給出的確切稱謂是——有兩個大旋臂的棒旋星系。

先確定銀河系的中心是關鍵

早在一個多世紀前，天文學家就達成這樣的共識：我們的地球乃至整個太陽系就處於銀河系中心的位置。根據是，如果我們是在銀河系的邊緣部位，那麼在地球上看到的星星分布，肯定是一側比另一側密集;如果我們是在銀河系的中心部位，那麼環顧四周，星星的分布密度肯定差不多。這就像我們身在樹林中，如果位於樹林的邊緣地帶，那麼朝四周看，一邊看到的可能也就是稀疏的幾棵，而朝另一個方向看，看到的則是密如屏障的叢林。

後來科學家才發現，銀河盤內還分布著大量氣體和塵埃，使浩渺銀河看起來就宛如一個超級迷宮。這無疑增加了在銀河系盤面上確定地球位置的難度。

宏觀世界的難題常常受到微觀世界的啟迪。以原子為例，它周圍的電子運動也好像沒有規律，但都是以原子核為中心，也就是電子云有個中心，這中心就是原子核。那銀河系也一定有個中心，所有恆星都會圍繞它運動。找到這個中心後，以中心為基準，再尋覓我們的位置就容易了。

天文學家很快發現了一種叫「銀暈」的光暈，就是銀河系的中心。銀河系中的星團看似各自為政，不相關聯，但是能看出它們都在圍繞一個點旋轉;而且越靠近這個點，球狀星團的密度就越大，數量也越多，於是在它們圍繞的那個點周圍形成了一個球形的光暈，這就叫「銀暈」。一般的星系中心都由一個球狀星團組成的光暈包圍著。很顯然，這些球狀星團圍繞的那個點。就是球形光暈的中心，就是銀河系中心!

找到了銀河系的中心，就等於找到了綱。綱舉目張，接下來的事情就好辦了。有了造父變星這個好幫手，剩下的工作就是縝密計算了。造父變星是一類高光度周期性脈動變星，也就是其亮度隨時間呈周期性變化。它的光變周期(即亮度變化一周的時間)與它的光度成正比，根據造父變星周光關係可以確定星團、星系的距離，因此它被天文學家譽為「量天尺」。

首先，銀河系中心上方的某個星團與地球的距離可以推算出來，之後根據三角關係就可以算出銀河系中心與地球間的基本距離了。

經過先計算後印證，印證後再計算的方法，我們總算知道了地球所處的太陽系位於銀河系盤面內，距離銀河系中心2.6萬至2.87萬光年。

科學家還以銀暈中垂直於盤面運動的球狀星團為參照，算出太陽系圍繞銀河系中心旋轉的速度。因為這些球狀星團是垂直於盤面運動的，可以看作是豎在銀河系盤面的一根標杆，從而可以算出太陽系圍繞銀河系中心的運轉速度大約是220千米/秒，也就是太陽系圍繞銀河系中心轉一圈需要2.3億年時間。

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