宇宙奥德赛：飞向宇宙尽头-电子书PDF/EPUB/MOBI

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宇宙奥德赛：飞向宇宙尽头-电子书PDF/EPUB/MOBI

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作者: 王爽
出版社: 清华大学出版社
出版年: 2023-2-1
页数: 152
定价: 59

我们已经介绍了两个与大、小麦哲伦云有关并且改变了整个天文学史的重大发现：标准烛光和超新星中微子。接下来，我们就来看看大、小麦哲伦云本身。

大、小麦哲伦云是在地球南半球才能看到的两个矮星系（图1.10）。大麦哲伦云与地球相距16万光年，其总质量约为太阳质量的170亿倍；而小麦哲伦云与地球相距20万光年，其总质量约为太阳质量的24亿倍。

图1.10　大、小麦哲伦云
20世纪下半叶，天文学家们发现了一个与大、小麦哲伦云有关的、堪称波澜壮阔的天文现象，那就是麦哲伦星流（图1.11）。

图1.11　麦哲伦星流
麦哲伦星流的发现，得从20世纪中叶的一股天文学热潮，即21厘米氢线说起。

早在19世纪，人类就发现，氢原子能够发出图1.12所示的几种可见光，这就是氢元素的发射线。

图1.12　氢元素的发射线
1944年，荷兰天文学家范德胡斯特指出，除了图1.12展示的这几种可见光外，氢原子还可以发出一种特殊的电磁波。这种电磁波处于无线电波的波段，波长为21厘米，所以被称为21厘米氢线。为什么以前的人没发现21厘米氢线呢？因为它产生的概率小到匪夷所思的地步：在1000万年的时间里，一个氢原子发出21厘米氢线的次数大概只有1次。

但到了星系的层次，情况就大不相同了。由于星系中包含着大量的氢原子，即使概率不够，也可以用数量来凑。聚沙成塔，星系中的氢原子发出21厘米氢线，就成了一种必然。

用21厘米氢线来研究星系，有两个巨大的优势：①星系中包含的70%以上的物质都是氢元素，所以只要弄清楚氢元素的分布，就可以画出整个星系的“骨架”；②21厘米氢线是一种无线电波，其穿透力极强，不会受到各种星际气体和尘埃的干扰。

我们在之前的银河系之旅中讲过，在20世纪50年代，荷兰著名天文学家奥尔特通过对南北半球夜空中的21厘米氢线的观测，首次画出了银河系内氢元素的分布图。正是基于这张氢元素分布图，人类才得以确定，银河系是一个形如风车的涡旋星系。这让关于21厘米氢线的研究成了一股20世纪中叶的天文学热潮。

1965年，一个叫迪特尔的天文学家在用射电望远镜观测南半球夜空的时候，看到了一种让他感到困惑的东西：在银河系南极附近用可见光什么都看不到的地方，存在着一些由中性氢原子构成的云团。这些云团的运动速度非常快，远远超过本星系群里的其他天体。所以，它们被称为高速云。

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