宇宙的組成和結構

茫茫的宇宙中存在着各種天體，變化萬千，絢麗多彩，但它們不是雜亂無章的，而是表現出了極高的層次性。

1.行星

我們居住的地球是太陽系的一顆大行星。太陽系一共有九顆大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除了大行星以外，還有60多顆衛星、為數衆多的小行星、難以計數的彗星和流星體等。它們都是離我們地球較近的，是人們了解的較多的天體。

2.恒星和星雲

晴朗的夜空，我們用肉眼可以看到許多閃閃發光的星星，他們絕大多數是恒星，恒星就是像太陽一樣本身能發光發熱的星球。我們銀河系内就有1000多億顆恒星。恒星常常愛好“群居”，有許多是“成雙成對”地緊密靠在一起的，按照一定的規律互相繞轉着，這稱為雙星。還有一些是3顆、4顆或更多顆恒星聚在一起，稱為聚星。如果是十顆以上，甚至成千上萬顆星聚在一起，形成一團星，這就是星團。銀河系裡就發現1000多個這樣的星團。

在恒星世界中還有一些亮度會發生變化的星——變星。它們有的變化很有規律，有的沒有什麼規律。現在已發現了2萬多顆變星。有時候天空中會突然出現一顆很亮的星，在兩三天内會突然變亮幾萬倍甚至幾百萬倍，我們稱它們為新星。還有一種亮度增加得更厲害的恒星，會突然變亮幾千萬倍甚至幾億倍，這就是超新星。

除了恒星之外，還有一種雲霧似的天體，稱為星雲。星雲由極其稀薄的氣體和塵埃組成，形狀很不規則，如有名的獵戶座星雲。

在沒有恒星又沒有星雲的廣闊的星際空間裡，充滿着非常稀薄的星際氣體、星際塵埃、宇宙線和極其微弱的星際磁場。随着科學技術的發展，人們必定可以發現越來越多的新天體。

3.銀河系及河外星系

随着測距能力的逐步提高，人們逐漸在越來越大的尺度上對宇宙的結構建立了立體的觀念。這裡第一個重要的發展，認識了銀河。它包含兩重含義，一是了解了銀河的形狀，二是認識了河外天體的存在。

銀河系是一個龐大的恒星集團，這樣的恒星集團叫星系。銀河系中大部分恒星分布成扁平的盤狀。盤的直徑為25kpc（千秒差距，1秒差距＝3.26光年＝3.09億億米），厚度約為2kpc。盤的中心有一球狀隆起，稱為核球。盤的外部由幾條旋臂構成。太陽位于其中一條旋臂上，距離銀心約7kpc。銀盤上下有球狀的延展區，其中恒星分布較稀疏，稱為銀暈。暈的總質量約占整體的10%，直徑約為30kpc。我們的太陽，就其光度、質量和位置講，都隻是銀河系中一個極普通的成員。

此外重要的是，并非天穹上一切發光體都是銀河系的一部分。設想有一個類似銀河系的恒星集團，處于500kpc的距離上（銀河自身大小為30kpc），其表觀亮度與2pc遠處一顆類似太陽的恒星是一樣的。因此對天穹上的某個光點，隻有測定它的距離，才能區分它是銀河系内的恒星還是銀河系外的另一個星系。實際上，天穹上的大多數光點是銀河系的恒星，但也有相當大量的發光體是與銀河系類似的巨大恒星集團，曆史上曾被誤認為是星雲，我們稱它們為河外星系，現在已知道存在1000億個以上的星系，如著名的仙女星系、大小麥哲倫星雲就是肉眼可見的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙結構中的一個層次，從宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的層次。

20世紀60年代以來，天文學家們還找到一種在銀河系以外像恒星一樣表現為一個光點的天體，但實際上它的光度和質量又和星系一樣，我們叫它類星體，現在已發現了數千個這種天體。

4.星系團

星系的空間分布不是無規則的，它也有成團現象。上千個以上的星系構成的大集團叫星系團，大約隻有10%星系屬于這種大星系團。大部分星系隻結成十幾、幾十或上百個成員的小團。可以肯定的是，星系團代表了宇宙結構中比星系更大的一個新層次。這層次的尺度大小為百萬秒差距，平均質量是星系平均質量的100倍。

5.大尺度結構

今天人們把10Mpc以上的結構稱為宇宙的大尺度結構（目前觀測到的宇宙的大小是104Mpc）。至今大尺度上的觀測事實遠不是十分明确的。有趣的是，有迹象表明，星系在大尺度上的分布呈泡沫狀。即有許多看不到星系的“空洞”區，而星系聚集在空洞的壁上，呈纖維狀或片狀結構，這一層次的結構叫超星系團。它的典型尺度為幾十兆秒差距。

行星、恒星、星雲、星系，它們是組成宇宙的基本結構，這就是我們對宇宙面貌的基本認識。

對宇宙的認識，人類隻是剛剛邁出了一小步，對茫茫的宇宙中存在的各種天體，我們隻有基本認識，有許多的未解之謎期待着人類去研究。

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