第一章　银河系

图90　位于人马座的发射星云M17（天鹅星云）

我们在前面已经提到过星云了，例如人马座大星云，中心离我们有5万光年以外，还有较小较近的盾牌座星云。依夏普利的意见，这些星云都是“星系”（galaxies），就是说恒星和星云的大集团。它们的平均直径有1万光年。有的小得多，有的却直径大出三四倍。

我们的太阳所属的星系就是银河系。这是一个约中等大小的很扁的集团，其中包括我们的星座中肉眼可见的亮星，中等望远镜中可见的数百万星的大部分，许多疏散星团，以及所有沿银河密集排布的明暗星云。从星系群的其他部分来看，我们的银河系便成为星云之一。在银河系中太阳是2000多亿颗恒星中普通的一颗，真正的中心是在300光年外南天星座船底座（Carina）的方向中。

这些星云几乎都聚集成一平面，在我们叫做银河系的超级系统中。过去200多年间，天文学家曾试图精确测定这大系统的形状和大小。这系统的主要特色便是我们见到天上投影的银河。这问题很难，因为我们自身便处于这系统中，假使我们能从系统之外来望一眼，那就要简单得多了。这个困难从前更甚，因为在不久以前还毫无办法测定比环绕我们的天体更远的天体的距离。

研究银河系的构造有两种方法。第一种是在天上各处数相同大小的区域中的星，这星数便成了统计研究的数据。应用这方法的第一人是威廉·赫歇耳爵士，他数过他的望远镜能见的全天3000个以上区域的星数。先假定某一方向星数多，便是某一方向星的范围广远，赫歇耳于是得到结论说，银河系的形状如磨盘，轴与银河平面成直角，直径按当时能用的比例尺是约6000光年。赫歇耳的系统太小，因为他的48厘米反射望远镜只能使他见到较近的星。这是第一次有计划的企图考察银河系。这种统计方法此后又应用了许多次，在望远镜与方法两方面都有一些改善后，这种计算现在是用在天空代表区域的照片上。最近的结果是由威尔逊天文台的西尔斯（Seares）在1928年宣布。

第二种研究银河系构造的方法是测定全系统中各处物体的距离。很明显，如果我们得到了全系统中许多处的方向与距离，我们就可以造出一个代表它的形状和大小的模型来了。我们已知道不论何处出现了造父变星，就可测定其距离；而这种有用的星却散满了整个银河系。凭借造父变星的帮助，又利用一些天文学家新近发明的方法，银河系的考察现在进行得很快，哈佛天文台和别处许多天文台都做这工作。现在我们对于大银河系统的形状和大小有差不多完全的知识了，但大家的意见还有一些分歧。

前面我们已经提到过球状星团系统的一个可靠的模型了。这些星团都对银河平面很对称地分布着，所包裹的空间直径约有20万光年以上。如果我们假定球状星团正做了银河系的轮廓，那么这系统的直径就有了20万光年了。其中心在人马座大星云的方向中。

因为有许多河外星系都是旋涡星云状，所以也很容易想象我们的也是旋涡式的。这样认定时，人马座星云便是这旋涡各支与中心核的连接处——我们的太阳系只是一支中的较小集团，约在从中心到边界的中途。

观测证明银河系和远处旋涡星云一样旋转。我们既然在这旋转中，便也要以每秒320千米的速率运动，现在的方向是仙王座。这种证据大概可以用来支持那种认为银河系是一个单独旋涡星系的见解。如果是这样，它便是已知星系中之最大的，比其他中间最大的还要大5倍。这种相差很使人起疑。

大小麦哲伦云虽离银河很远，却比许多球状星团近。因它们接近南天极，北纬中部的人便看不见它们升到地平线上。大云约有8.6万光年远，直径有1万光年以上。小云略远一点，距离有9.5万光年，直径是6000光年。两者都可以被肉眼看成天上的光斑。用望远镜看来便发现它们都包含恒星、星团、星云，以及其他所有的我们熟悉的状貌。在大小方面，它们也像银河中的星云。假如它们在银河平面的话，我们就无从把它们从银河星云中区分出来的。它们的运动也使我们想到它们是和我们的银河系属于同一星系群。

在赫歇耳开始做他著名的天界考察的前20余年，英国的莱特（Thomas

Wright）已发表一种学说，以为这大星系的形状像一平扁圆盘。哲学家康德在1755年发表更进步的意见，他猜想星云是我们银河以外的遥远的星系——依这见解曾把它们叫做“岛宇宙”。但在当时，而且一直到不久以前，都没有方法测定这些物体的距离，因之也不能证实或否认这种见解。

从前叫做星云的模糊物体，除了已证明为星团的以外，很清晰地分为两大类：第一类向银河一带聚集，这些都是“银河星云”或者说是真正的星云，已在前章中叙述过了；第二类散布全天，只除--去银河附近没有，因为那儿它们被暗星云和银河平面中其他吸收物质遮蔽了。这些星云——旋涡星云也在内——称为河外星云。