银河系的形成和演化银河系的形成和演化摘要银河系是宇宙中数以百亿计星系中的一员.自威廉•赫歇尔以来，人们对银河系结构和运动状态的认识已有200多年历史，而有关银河系起源和演化的探索则只是在最近半个多世纪内才成为天文学的研究热点.文章在简述银河系认识史的基础上，对有关银河系形成和演化这一重要天体物理问题做了概要的评述，其中包括银河系厚盘的发现及其可能的形成机制.1银河系的研究简史打早在15世纪中期，法国大主教尼曰曰古拉就已猜测夜空中的众多繁星都是十分遥远的太阳.1584年，意大利思想家布鲁诺（BrunoG）进一步明确提出宇宙无限的概念，并认定太阳只是一颗普通的恒星.不过，鉴于这些天才的猜测缺乏实测科学依据的支持，学者们并没有给以充分的关注.对银河系本质的认识首先归功于望远镜的问世.1608年，荷兰人利伯希（LippersheyH）在一次偶然机会中发明了望远镜.1609年，伽利略率先把自制的望远镜对准银河，他发现银河实际上由无数颗恒星构成，只是因为这些星星既多又暗，且密集在一起，肉眼无法加以分辨，在晴朗夜空中形成了一条模糊而又不规则的银白色光带一—银河.1750年，英国天文学家赖特（WrightT）正确指出，银河和天空中所有的恒星构成一个扁平状的巨大恒星系统，模型(见图1).,赫歇尔的工作具有重大但他并没有给出观测证据.首先通过实测探究银河系结构的是著名英国天文学家、天王星发现人威廉•赫歇尔(HerschelW).从1770年代起，赫歇尔开始用恒星计数方法研究银河系结构.在几十年内所作的1083次观测中，他总共计数了117,600颗恒星，就当时的条件来说工作量非常大,赫歇尔为之付出了极大的心血.1785年，赫歇尔在观测的基础上加上若干理论假设，建立了天文学史上的第一个银河系史意义，它证实了作为一个恒星系统的银河系的客观存在,使人类的视野从太阳系范围大大地拓展了.这是继哥白尼建立日心说之后，天文学发展史上的又一个重要里程碑，赫歇尔因此被后人誉为恒星天文学之父.在赫歇尔的模型中，太阳仍然位于那时所认识的宇宙范围一一银河系的中心.基于赫歇尔当时在天文界中有着很高的声望，这一不正确的概念维持了130余年.…1830年代发明了照相术，荷兰天文学曰曰家卡普坦(KapteynJ)首先意识到这可以为天文学家提供一种全新的观测手段，他正确地认定，借助照相方法重做恒星计数工作，可望得出比赫歇尔更好的结果.经过不懈的努力，卡普坦于1922年发表了他的银河系模型：银河系主体具有盘状结构，直径5.5万光年，厚1.1万光年，包含了474亿颗恒星；太阳位于靠近盘中心的位置上，离中心约为2000—2300光年，世人称为“卡普坦宇宙”.遗憾的是，尽管卡普坦曾正确认识到“太阳到系统的中心必定有相当大的距离”但他最终还是放弃了正确判定太阳在银河系中位置的工作是由美国天文学家沙普利（ShapleyH）完成的.1918年，沙普利研究了69个球状星团的空间分布，发现有90%位于银河系中心方向一侧，并根据球状星团分布这种“一边倒”的观测现象，正确推断太阳并不居于银河系中心,而是处在比较靠近银河系边缘的位置上，这一结论为深入研究银河系结构奠定了基础.在沙普利的模型中，太阳位于距银河系中心约5万光年处，而全部球状星团涉及的空间范围约为30万光年，这个数字实际上是偏大了.这时，距赫歇尔提出的第一个银河系模型已过去了130余年.汁根据近代曰曰天文观测和研究可知［1,2］，银河系是一个旋涡星系，年龄估计在100亿年以上，总体结构大体可分为4部分（见图2—图4），即银盘、核球、银晕和暗晕.银河系总质量（指不计暗晕部分，下同）约为1.4X1011太阳质量，其中以恒星形式出现的约占90%，由气体和尘埃组成的星际介质占10%左右.聶银盘是银河系中恒星和星际介质分布的主体，集中了银河系质量的85%—90%.银盘呈轴对称和平面对称的扁平圆盘状，直径8.2万光年.太阳到银河系中心的距离（银心距）约为2.6万光年，离银盘对称平面（银道面）仅为20—30光年.银盘中心厚，边缘薄，太阳附近银盘厚度约3,300光年八核球是位于银河系中心部分的恒星密集区，大口口致呈扁旋转椭球体状，长轴约1.3—1.6万光年，厚1.3万光年左右.核球质量约占银河系质量的5%,主要成分是老年天体，且...
