雷火电竞APP下载,雷火竞技入口,雷火竞技

來源：互聯網

銀河系（英語：Milky Way Galaxy），是太陽系所在的棒旋星系，其等光直徑（D25 標準）約為26.8±1.1千秒差距或者87400±3600光年，恒星盤厚度約為1.35kpc(約4000光年)。包含1000到4000億顆恒星、大概相同數量的行星以及大量的星團、星云和各種類型的星際氣體與星際塵埃。銀河系是本星系群中除仙女座星系外最大的星系，從地球上看，是一條模糊的寬約30°的拱形白光帶。

銀河系的總質量一般約為8.9×1011~1.54×1012M☉（8900~15400億倍太陽質量），其中90%為未知的不可見的暗物質，自內向外分別由銀心、銀核、銀盤、銀暈和銀冕組成，年齡大概在100億歲左右，銀河系中央區域多數為老年恒星（以白矮星為主），外圍區域多數為新生和年輕的恒星。銀河系包含約1000~4000億顆恒星，且至少有相同數量的行星。太陽系位于距銀河中心約27000光年的半徑處，位于獵戶座旋臂的內邊緣，獵戶座旋臂是螺旋狀氣體與灰塵的集中區之一，最里面10000光年的恒星形成了一個核球，以及一個或多個從核球向外輻射的條帶。銀河中心標志是一個人馬座A*的強烈射電源，它是一個質量為4.100±0.034萬太陽質量的超大質量黑洞。此外，銀河系有兩個最大的衛星星系，分別是麥哲倫星系和小麥哲倫星系，兩個星系的質量約為銀河系的2%。周圍還有大犬座矮星系、人馬座矮橢球星系等矮星系。

命名與詞源

在西方文化中，“銀河系”這個名字來源于它的外觀，即一條在夜空中拱形的、昏暗的“銀河”發光帶，是拉丁語vialactea的翻譯，源自希臘語γαλαxi?α? κ?κλο?，意思是“乳白色的圓圈”。古希臘語 γαλαxi?α?(galaxias)源自詞根γαλακτ-,γ?λα（“牛奶”）+-?α?（形成形容詞），也是“galaxy”的詞根，“galaxy”自1848年后出現了涉及包括太陽和所有可見恒星在內的離散恒星集合的技術天文學意義。銀河系或“牛奶圈”，只是希臘人在天空中確定的11個“圈”之一，還有黃道帶、子午線、地平線、赤道、北回歸線和摩羯座、北極圈和南極圈，以及穿過兩極的兩個色環。

Llys D?n（字面意思是“D?n宮廷”）是仙后座的傳統威爾士名稱。Caer Gwydion（“Gwydion堡壘”）是銀河系的傳統威爾士名稱，和Caer Arianrhod（“Arianrhod堡壘”）是銀河系的傳統名稱。

形成和演化

136.1億年前大爆炸后，宇宙充滿了均勻的氣體——沒有恒星，沒有星系，但氣體中存在微小的擾動，這些擾動開始在重力的作用下生長，銀河系開始只是宇宙質量分布中的一個或幾個小的超密度區域，其近一半的物質可能來自其他遙遠的星系，一些密度過高的球狀星團的種子形成了現在銀河系中最古老的剩余恒星。目前，這些恒星和星團構成了銀河系的恒星暈，在第一批恒星形成后的數十億年內，銀河系的質量足夠大，旋轉速度相對較快。由于角動量守恒，導致氣態星際介質從大致球形塌縮成圓盤。因此，后來的恒星，比如年輕的恒星、太陽等就是在這個螺旋盤中形成的。

自從第一批恒星開始形成后，銀河系開始通過星系合并和直接吸積來自銀河暈的氣體生長。目前，它正在吸積大麥哲倫星系和小麥哲倫星系兩個最大的衛星星系以及周圍的幾個小星系的物質，在史密斯云這樣的高速云中可以觀察到氣體的直接吸積。宇宙學模擬表明，110億年前，銀河系與一個被稱為海妖的特別大的星系合并。但是銀河系的性質，例如其最外層區域的恒星質量、角動量和金屬豐度表明，在過去的100億年里，它沒有與大型星系合并。在類似的螺旋星系中，最近缺乏重大合并是不尋常的。它的鄰居仙女座星系似乎有著更典型的歷史，是由最近與相對較大的星系合并而形成的。

根據最近的研究，銀河系以及仙女座星系位于星系顏色-星等圖中被稱為“綠谷”的區域是一個由從“藍云”過渡的星系組成的區域。由于星際介質中的恒星形成氣體耗盡，綠谷星系中的恒星形成活動正在放緩。在具有類似特性的模擬星系中，考慮到銀河系和仙女座星系之間的碰撞會造成恒星預期形成速度短期增長，恒星形成通常會在從現在起的約50億年內消失。對與銀河系類似的其他星系的測量表明，銀河系仍是形成新恒星的最紅和最亮的螺旋星系之一，并且只比最藍的紅色序列星系稍微藍一些。

銀河系中最古老的天體之一是球狀星團，它為銀河系的年齡設定了下限。銀河系中單個恒星的年齡可以通過測量232和238等長壽命放射性元素的豐度來估計，然后將結果與其原始豐度的估計值進行比較，這種技術稱為核宇宙年代學。對于凱雷爾之星（CS31082-001）來說，其年齡約為12.5±30億年；對于BD+17°3248恒星來說，年齡約為13.8±40億年。科學家還在銀河系光環中發現了幾顆單獨的恒星，它們的測量年齡非常接近宇宙的138億年年齡。2007年，銀河暈中的一顆恒星 HE 1523-0901的年齡估計約為132億歲，是當時銀河系中已知最古老的天體，這一測量為銀河系的年齡設定了下限。該測量是使用甚大望遠鏡的紫外可見階梯光譜儀，由釷和R過程產生的其他元素引起譜線的相對強度而進行的。這些譜線強度產生了不同元素同位素的豐度，利用核宇宙年代學可以從中估算出恒星的年齡。另一顆恒星HD 140283的年齡為14.5±7億歲。

銀河系年齡下限由測量白矮星中最冷的溫度，并將其與預期的初始溫度進行比較來確定。伴星一旦形成，它就開始經歷輻射冷卻，表面溫度穩步下降。通過該技術，球狀星團M的年齡估計為12.7±7億年，星團中最古老的年齡估計給出了126億年的最佳擬合，以及160億年的95%置信上限。2018年11月，天文學家發現了2質量J18082002-5104378B恒星，其約有135億年的歷史，是一顆微小的超貧金屬(UMP)恒星，幾乎完全由大爆炸釋放的物質組成，是宇宙中最古老的恒星之一，可能是第一批恒星之一。該恒星的發現表明該星系可能比之前認為的至少早30億年。

根據自適應光學校正地球大氣扭曲的觀測結果顯示，銀河系核球中的恒星年齡約為128億年。銀河薄盤中恒星的年齡也可以使用核宇宙年代學來估計。對薄盤恒星的測量得出薄盤形成于8.8±17億年前，測量表明，銀河暈和薄盤之間的形成存在近50億年的間斷。最近對數千顆恒星的化學特征的分析表明，在10到80億年前，當星際氣體太熱而無法形成新恒星時，恒星形成可能在盤形成時下降了一個數量級。

銀河系周圍的衛星星系并不是隨機分布的，而是某個較大系統分裂的結果，產生了直徑為500000光年、寬為50000光年的環形結構。星系之間的近距離接觸，就像40億年后仙女星系預計會發生的那樣，撕裂出巨大的氣體尾部，隨著時間的推移，這些氣體可能會凝聚形成與主盤成任意角度的矮星系環。

分布與組成

銀河系包含100到4000億顆恒星以及大概相同數量的行星。之所以沒有確定的恒星數量是因為很多恒星質量極低，很難被探測到，尤其是在距離太陽超過300光年的地方更難探測到。作為比較，鄰近的仙女座星系估計包含一萬億顆恒星。此外，銀河系可能還包含一百億個白矮星、十億個中子星和一億個恒星黑洞。恒星之間的空間充滿了氣體和塵埃盤，稱為星際介質，該盤的半徑至少與恒星相當，而氣體層的厚度范圍為從較冷氣體的數百光年到較熱氣體的數千光年之間。

銀河系中的恒星盤沒有尖銳的邊緣，超出邊緣就沒有恒星。相反，恒星的濃度隨著距銀心的距離而減少。由于未知的原因，在距中心約40000光年的半徑之外，每立方秒差距的恒星數量隨半徑下降而急速下降。銀盤周圍是由恒星和球狀星團組成的球形銀暈，它向外延伸得更遠，但其大小受到兩顆銀河系衛星軌道的限制，即大麥哲倫星系和小麥哲倫星系，它們最接近銀心，距離約為180000ly(55kpc)，在這個距離或更遠的距離，大多數光暈物體的軌道都會被麥哲倫星云擾亂。因此，這些物體可能會被從銀河系附近噴射出來。銀河系的綜合絕對星等約為-20.9克。

引力微透鏡和行星凌日觀測都表明，與恒星結合的行星可能至少與銀河系中的恒星數量一樣多，并且微透鏡測量表明，存在更多未與主恒星結合的其他行星，可能還有星星。2013年1月，天文學家通過開普勒太空天文臺對行星恒星系統Kepler-32進行研究表明，銀河系中每顆恒星至少包含一顆行星，共有100-4000億顆行星。同年，對開普勒數據的另一項分析估計表明，銀河系中至少存在170億顆地球大小的太陽系外行星。2013年11月，天文學家根據開普勒太空任務數據報告稱，銀河系內類太陽恒星和紅矮星的宜居帶內可能有多達400億顆地球大小的行星在運行。這些估計的行星中有110億顆可能圍繞類太陽恒星運行。2016年的一項研究表明，最近的系外行星可能距地球4.2光年，圍繞紅矮星、比鄰星運行。此類地球大小的行星可能比氣態巨行星數量更多，但是由于其體積小，很難在遠距離探測到。除了系外行星之外，“系外彗星”也已被發現，并且可能在銀河系中很常見。2020年11月，天文學家估計銀河系中存在超過3億顆宜居系外行星。

太陽位于獵戶臂內緣附近的局部氣泡的局部絨毛內，在拉德克利夫波和分裂線性結構（以前的古爾德帶）之間。太陽以及太陽系位于銀河系的銀河宜居帶區域，在銀盤中心平面上方或以北5-30秒差距（16-98ly）處。基于Gillessen等人對Sgr A*周圍恒星軌道的研究，2016年，科學家稱，太陽距銀河中心的距離約為27.14±0.46kly(8.32±0.14kpc)。并使用恒星軌道分析發現了較小的值25.64±0.46kly(7.86±0.14kpc)。

?在距太陽15秒差距（49光年）半徑的球體內，大約有208顆亮度超過絕對星等8.5的恒星，密度為每69立方秒差距一顆恒星。另一方面，在距太陽5秒差距（16ly）以內有64顆已知恒星（任何星等，不包括4顆褐矮星），每顆星之間密度差距為每8.2立方秒。這說明了暗星比明亮恒星多得多，在整個天空中，大約有500顆比視星等亮的恒星，但比視星等亮的恒星有1550萬顆。

太陽路徑的頂點或者說太陽頂點，是太陽在銀河系空間中運行的方向。太陽銀河系運動的總體方向是朝向武仙座附近的織女一，與銀心方向成大約60度的天空角度運行。太陽圍繞銀河系的軌道估計大致呈橢圓形，由于銀河旋臂和不均勻的質量分布而增加了擾動。此外，太陽每個軌道大約穿過銀河平面2.7次。這與沒有拖曳力（阻尼）項的簡諧振子的工作方式非常相似，這些振蕩被科學家認為與地球上的大規模生命形式滅絕時期相一致。根據CO數據對太陽穿過螺旋結構的影響進行重新分析，但未能找到相關性。

太陽系大約需要2.4億年才能運動完成銀河系的一周（一個銀河年），因此，太陽被認為在其一生中完成了18-20圈軌道，自太陽誕生以來完成了1/1250的公轉。太陽系繞銀心的軌道速度約為220千米/秒（490000英里/小時）或光速的0.073%，太陽以84000千米/小時（52000英里/小時）的速度穿過日光層。按照這個速度，太陽系大約需要1400年才能行駛1光年的距離，或者需要8天才能行駛1AU（天文單位）。目前，太陽系正朝著黃道帶天蝎座的方向前進，該方向遵循黃道。

銀河系由一個條形核心區域組成，周圍環繞著由氣體、塵埃和恒星組成的扭曲盤。銀河系內的質量分布與哈勃空間望遠鏡分類中的Sbc類型非常相似，它代表旋臂相對松散的螺旋星系。天文學家在20世紀60年代首次推測銀河系是一個棒旋星系，而不是一個普通的旋渦星系。2005年，斯皮策太空望遠鏡觀測證實了上述猜想，該觀測顯示銀河系的中心條比之前想象的要大。

銀河中心

銀心距離太陽約25000–28000光年，該值是使用基于幾何的方法或通過測量用作標準蠟燭的選定天文物體來估計的，并使用不同的技術在該近似范圍內產生不同的值。在內部幾千秒差距（半徑約10000光年）內，有一個密集的區域，大部分是古老的恒星，大致呈球形，稱為核球。有人提出，由于先前星系之間的碰撞和合并，銀河系缺乏核球，只有由其中心棒形成的假核球。

銀河中心的標志是一個名為人馬座A*的強烈射電源，圍繞中心的物質運動表明人馬座A*擁有一個巨大而致密的物體，這種質量集中最好的解釋為超大質量黑洞(SMBH)，其質量估計為太陽質量的4.1–450萬倍。SMBH的吸積率與不活躍的星系核一致，估計為每年1×10?5個太陽質量。觀測表明，大多數正常星系的中心附近都存在超大質量黑洞。

銀河系棒的性質引起了激烈的爭論，估計其半長和方向跨度為1至5kpc（3000-16000ly），從地球到銀河中心的視線為10-50度。某些作者主張銀河系具有兩個不同的條帶，一個依偎在另一個條帶之中。然而，天琴座RR型恒星并沒有追蹤到明顯的銀條，該條可能被一個稱為“5kpc環”的環包圍，該環包含銀河系中存在的大部分氫分子，以及銀河系的大部分恒星形成活動。從仙女座星系看去，它將是銀河系最亮的地方，從核心發射的X射線與中心條與銀河脊周圍的大質量恒星對齊。

2023年6月，天文學家報道使用一種新的級聯中微子技術首次探測到銀河系銀面釋放的中微子，創造了銀河系的第一個中微子視圖。

銀河象限

銀河象限或銀河系象限是指銀河系劃分中的四個圓扇區之一。在天文學實踐中，銀河象限的劃分是基于銀河坐標系，該坐標系將太陽作為繪圖系統的原點。

象限使用序數來描述，例如，“第一銀河象限”“第二銀河象限”或“銀河系第三象限”。從銀河北極以0°作為從太陽出發并穿過銀河中心的射線觀察，象限為：

從銀河中心以北觀察，銀河經度沿逆時針方向（正自轉）增加；如果從銀心以南觀察，銀河經度會沿順時針方向增加（負旋轉）。

螺旋臂

旋臂在銀河棒的引力影響之外，是銀河系盤中的星際介質和恒星的結構組織而成。螺旋臂通常含有比銀河系平均密度更高的星際氣體和塵埃，由更高濃度的恒星形成，如HII區域和分子云所追蹤。目前，銀河系的螺旋結構尚不確定，對于銀河系旋臂的性質也沒有達成共識。對數螺旋圖案只能粗略地描述太陽附近的特征，但是星系通常具有意外分支、合并、扭曲的旋臂，并具有一定程度的不規則性。據觀測，人們認為有四個旋臂都始于銀心附近。它們的命名如下，手臂的位置如下圖所示：

盾牌-半人馬臂和船底座Ⅹ人馬臂兩個旋臂在太陽圍繞銀河系中心的軌道內有切點。如果旋臂中的恒星密度高于銀盤中恒星的平均密度，則可以通過計算切點附近的恒星來檢測到。利用對紅巨星敏感并且不受塵埃消光影響的近紅外光的兩次調查檢測到了盾牌座半人馬座臂中比預測的過量豐度，但在船底座-人馬座臂中卻沒有，盾牌座-半人馬座臂包含的紅巨星占30%，數量比預期的多，但是船底座-人馬座臂沒有。這一觀察結果表明，銀河系僅擁有兩個主要的星臂：英仙座臂和盾牌-半人馬臂。旋臂的其余部分含有多余的氣體，但沒有多余的老恒星。2013年12月，天文學家發現年輕恒星和恒星形成區域的分布符合銀河系的四臂螺旋描述。因此，銀河系似乎有兩個由老恒星追蹤的旋臂，以及由氣體和年輕恒星追蹤的四個旋臂，對于這種明顯差異的解釋尚不清楚。

20世紀50年代，天文學家Van Woerden及其合作者在21厘米無線電測量HI（原子氫）時發現了近3kpc臂，也稱為擴展3kpc臂或簡稱3kpc臂。它位于銀河系第四象限，距太陽約5.2kpc，距銀河中心約3.3kpc，正在以超過50km/s的速度遠離中央凸起。2008年，天文學家Tom Dame發現了Far3kpc Arm，它位于銀河系第一象限距離?銀心3kpc（約10000ly）。2011年發表的一項模擬表明，旋臂結構可能是由于銀河系與人馬座矮橢球星系反復碰撞而產生的。

有人認為，銀河系包含兩種不同的螺旋圖案：一種是內部螺旋，由人馬臂形成，旋轉速度快；另一種是外部螺旋，由船底座和英仙臂形成，旋轉速度較慢，旋臂緊密。在這種情況下，根據不同旋臂動力學的數值模擬，外部圖案將形成外部偽環，并且這兩個圖案將通過天鵝臂連接。盾牌-半人馬臂的致密“脊柱”可能是由被稱為“尼斯湖水怪”的長絲狀分子云形成，主要旋臂的外側是麒麟座環（或外環），這是數十億年前從其他星系撕裂的氣體和恒星環。然而，科學界的幾位成員最近重申了他們的立場，確認麒麟座結構只不過是銀河系向外張開和扭曲的厚盤所產生的密度過高的現象。銀河系盤的結構沿著“S”曲線扭曲。

光環

銀河系銀盤周圍環繞著由老恒星和球狀星團組成的球狀光環，其中90%位于銀心100000光年(30kpc)范圍內。然而，在更遠的地方還發現了一些球狀星團，例如距銀河中心超過20萬光年的PAL4和AM1。大約40%的銀河系星團位于逆行軌道上，這意味著它們沿著與銀河系自轉相反的方向移動。球狀星團與行星圍繞恒星的橢圓軌道不同，它可以沿著銀河系周圍的玫瑰花結軌道運行。活躍恒星的形成發生在盤中，特別是高密度區域的旋臂中，盡管圓盤中含有灰塵，會遮擋某些波長的視野，但光暈成分卻不會，所以不會發生在光暈中，因為幾乎沒有冷氣體可以塌縮成恒星，疏散簇也主要位于磁盤中。

21世紀初，科學家對銀河系結構有了新的認識，發現仙女座星系（M31）的圓盤延伸得比之前想象的要遠得多。他們推測銀河系圓盤延伸得更遠，并且該結論得到了外臂證據的支持，天鵝座臂的延伸和盾牌-半人馬臂的延伸類似。

斯隆數字巡天對北方天空的研究顯示，銀河系內有一個巨大而分散的結構，這群恒星的升起接近垂直于銀河系旋臂平面，但這似乎不適合當前的模型。還有科學界解釋稱，是矮星系正在與銀河系合并，因為該發現在室女座方向，距地球約30000光年(9kpc)，所以該星系暫定名為室女座恒星流。

氣態暈

錢德拉X射線天文臺、XMM-牛頓和朱雀提供證據表明，銀河系除了恒星暈之外，還存在含有大量熱氣體的氣態暈。光環延伸數十萬光年，比恒星光環還要遠，接近麥哲倫星系的距離。這個熱暈的質量幾乎相當于銀河系本身的質量，其溫度在1到250萬開爾文（1.8到450萬°F）之間。

特性

外觀

銀河系是一條模糊的寬約30°的拱形白光帶，中間厚、邊緣薄，就像兩個扣在一起的圓形盤子。雖然整個天空中所有肉眼可見的單個恒星都是銀河系的一部分，但“銀河系”一詞僅限于這一條光帶。其光源來自銀河系周圍的恒星和位于銀河平面方向的其他物質的積累，光帶周圍較亮的區域呈現柔和的視覺斑塊，稱為星云，其中引人注目的星云是大型人馬座星云，它是銀河系中央核球的一部分。光帶中的黑暗區域，例如大裂谷和煤袋，是星際塵埃阻擋來自遙遠恒星光線的區域。南半球的人們，包括印加帝國人和澳大利亞原住民，將這些地區視為烏云星座。此外，銀河系遮蔽的天空區域稱為避讓區。

銀河系的表面亮度相對較低，光污染或月光會大大降低其可見度。根據人造夜空亮度圖顯示，由于光污染，超過三分之一的地球人口無法在家中看到銀河系。為了使銀河系可見，天空的亮度需要比每平方弧秒約20.2還黑暗。如果極限星等大約為+5.1會更好，處于+6.1時可看見更多細節。所以明亮的城市或者郊區是很難看到銀河系的，但當月球位于地平線以下時從曠野觀看銀河系則非常明顯。

尺寸

銀河系是中除外最大的星系，但其銀盤的大小及其等光直徑的定義尚不清楚。據估計，銀河系的等光直徑為26.8±1.1 kpc（87400±3600光年），最外層圓盤之外的恒星數量呈現急劇減少到非常低的數量現象。

天文學中有多種方法來定義星系的大小，每種方法都會產生不同的結果。最常用的方法是D25標準-等照度，其中B波段中星系的光度亮度達到25等每平方角秒（mag/arcsec2）。Goodwin等人在1997年的一項估計將其他17個螺旋星系中造父變星的分布與銀河系中的分布進行了比較，并對其與其表面亮度的關系進行了建模。假設銀河盤由指數盤表示，銀心表面亮度(μ0)為22.1±0.3B-mag/arcsec-2，圓盤刻度長度(h)為5.0±0.5kpc(16300±1600ly)。這明顯小于仙女星系的等光直徑，并且略低于其他星系的平均等光尺寸28.3kpc(92000ly。該論文的結論是，銀河系和仙女座星系并不是最大的螺旋星系。為了比較銀河系的相對物理尺度，如果把太陽系內海王星軌道的范圍比作一枚直徑24.3毫米的硬幣，那么銀河系差不多等同于美國本土的南北線距離。1978年的一項更古老的研究給出了銀河系的較低直徑約為23kpc（75000ly）。

2015年的一篇論文發現，存在一種名為三角座仙女座環(三角座And Ring)的環狀恒星絲，在相對平坦的銀道面上方和下方波動，與麒麟座環一起被認為是銀河系周圍盤振蕩和包裹的結果，直徑至少為50kpc(160000ly)，它可能是銀河系外盤本身的一部分，通過增加到這個尺寸使恒星盤變得更大。2018年的一篇論文后來在一定程度上排除了這一假設，并認為麒麟座環、A13和TriAnd環是從主恒星盤中被踢出的恒星過密區域，并發現天琴座RR恒星的速度色散更高，與光環會員資格保持一致的結論。2018年的另一項研究表明，在距離銀心26-31.5kpc（84800-103000光年）或更遠的地方，很可能存在盤狀恒星，遠遠超出了約13-20kpc（40000-70000光年）距離。據說，這是盤中恒星密度的突然下降，意味著除了屬于銀暈老群體的恒星之外，預計幾乎沒有恒星會超過這個極限。2020年的一項研究預測，銀河系暗物質暈的邊緣約為292±61kpc(952000±199000ly)，換算成直徑為584±122kpc(1.905±0.3979Mly)。銀河系的恒星盤估計厚度約為1.35kpc(4000ly)。

質量

銀河系的總質量約為太陽質量的8900億至1.54萬億倍，銀河系質量根據所使用的方法、數據不同，呈現的結果也不盡相同，恒星和行星只占其中的一小部分。其質量的估計下限范圍為5.8×1011個太陽質量，略小于仙女星系。2009年，使用甚長基線陣列進行的測量發現，銀河系外緣恒星的速度高達254公里每秒。因為軌道半徑內的總質量會影響其軌道速度，所以推測銀河系質量更大，大約等于7×1011個仙女座星系的質量，在其中心160000ly(49kpc)范圍內。2010年，對暈恒星徑向速度的測量發現，80千克秒差距內封閉的質量為7×1011個太陽質量。在2014年的一項研究中，整個銀河系的質量估計為8.5×1011個太陽質量,但這只是仙女星系質量的一半。2019年銀河系的最新質量估計為1.29×1012個太陽質量。

銀河系的大部分質量似乎都是暗物質，是一種未知且不可見的物質形式，與普通物質通過引力相互作用。銀河系的暗物質暈形狀接近球形的扁橢球，這與銀盤翹曲現象有關。據推測，暗物質暈延伸到613kpc（約200萬光年）。銀河系的數學模型表明暗物質的質量為1–1.5×1012個太陽質量。2013年和2014年的研究表明，質量范圍大至4.5×1012個太陽質量，小至8×1011個太陽質量。相比之下，銀河系中所有恒星的總質量估計在4.6×1010個太陽質量和6.43×1010?個太陽質量。除了恒星之外，還有星際氣體，按質量計算由90%的氫和10%的氦組成，其中三分之二的氫以原子形式存在，其余三分之一為分子氫。銀河系星際氣體的質量等于其恒星總質量的10%到15%，星際塵埃占氣體總質量的1%。2019年3月，天文學家報告稱，銀河系的維里質量為1.54萬億太陽質量，半徑約為39.5kpc（130000ly），是早期研究確定的兩倍多，這表明銀河系中約90%的維里質量星系的質量是暗物質。2023年9月，天文學家報告稱，根據蓋亞航天器的數據確定，銀河系的維里質量僅為2.061011個太陽質量，僅為之前研究質量的十分之一。

自轉

銀河系中的恒星和氣體圍繞其中心的旋轉是有差異的，因此旋轉周期會隨位置而變化。正如螺旋星系的典型情況一樣，銀河系中大多數恒星的軌道速度并不很大程度上取決于它們距中心的距離。遠離中央核球或外緣的典型恒星軌道速度在210±10公里/秒（470000±22000英里/小時）之間。如果銀河系僅包含在恒星、氣體和其他重子物質中觀察到的質量，則旋轉速度將隨著距中心的距離而減小。然而，觀察到的曲線相對平坦，表明存在無法直接用電磁輻射檢測到的額外質量，這種不一致歸因于暗物質。銀河系的旋轉曲線與旋渦星系通用旋轉曲線一致，這是證明星系中存在暗物質的最有力證據。少數天文學家提出，對萬有引力的修改可以解釋觀測到的旋轉曲線。

速度

狹義相對論指出，空間中不存在可與銀河系進行比較的“首選”慣性參考系，但銀河系具有相對于宇宙學參考系的速度。比如哈勃空間望遠鏡流參考系，它是由空間膨脹而產生的星系團視運動。包括銀河系在內的各個星系相對于平均流量具有特殊的速度。因此，為了將銀河系與哈勃流進行比較，我們必須考慮一個足夠大的體積，以便宇宙的膨脹主導局部隨機運動。足夠大的體積意味著該體積內星系的平均運動等于哈勃流。天文學家認為，以當地共同移動的參考系為準，銀河系的移動速度約為630千米/秒（1400000英里/小時）。

銀河系正朝著巨吸引子和其他星系團的方向移動。本星系群是一個由引力束縛的星系團，其中包括銀河系和仙女座星系，是稱為本宇宙長城的超星系團的一部分，其中心位于室女座星系團附近：盡管它們作為哈勃空間望遠鏡流的一部分正在相互遠離，速度為967千米/秒（2160000英里/小時），由于本星系團和處女座星團之間的引力作用，該速度低于預期的1680萬pc距離。

另一個參考系由宇宙微波背景(CMB)提供，其中CMB溫度受多普勒頻移（零偶極矩）影響最小。銀河系相對于該坐標系以552±6km/s(1235000±13000mph)的速度移動，朝向赤經10.5°，赤緯24°（J2000紀元，靠近九頭蛇中心）。這種運動被宇宙背景探測器(COBE)和威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)等衛星觀測到，因為CMB框架中處于平衡狀態的光子在運動方向上發生藍移并向相反方向紅移，所以認為是CMB的偶極子造成的。

相鄰星系

仙女座星系

銀河系和仙女座星系是一個由巨型螺旋星系組成的雙星系統，屬于一組由50個緊密結合的星系組成的星系群，稱為本星系群，被局部虛空包圍，本身是局部片層的一部分，反過來又是本星系群的一部分。本星系群團周圍有許多空洞，沒有許多星系，“北”是顯微鏡空洞，“左”是雕塑家空洞，“右”是牧夫座空洞，“南”是坎尼斯大空洞。這些空洞會隨著時間的推移改變形狀，形成星系的絲狀結構。例如，處女座超星系團正在被大吸引子吸引，而大吸引子又構成了一個更大的結構，稱為拉尼亞凱亞超星系團。

目前的測量表明仙女座星系正在以100至140千米/秒（220000至310000英里/小時）的速度接近銀河系。43億年后，可能會發生仙女座星系與銀河系的碰撞，具體取決于未知橫向分量對星系相對運動的重要性。如果它們發生碰撞，單個恒星彼此碰撞的可能性極低，但相反，這兩個星系將在大約六十億年的過程中合并形成一個橢圓星系，或者可能是一個更大的盤狀星系。

本星系群

銀河、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系，該星系群共有約50個星系，而本星系群又是處女座超星系團的一部分。處女座超星系團周圍有許多空洞，隨著時間的推移改變形狀，形成星系的絲狀結構。例如，處女座超星系團正在被大吸引子吸引，而大吸引子又構成了一個更大的結構的一部分，稱為拉尼亞凱亞超星系團。

本星系群中有兩個較小的星系和許多矮星系繞著銀河系運行。其中最大的是大麥哲倫星系，直徑為32200光年。小麥哲倫星系是它親密的伴星。麥哲倫流是一股中性氫氣流，從這兩個小星系延伸到100°的天空，這條溪流被認為是在與銀河系的潮汐相互作用中從麥哲倫星系中拖出的。繞銀河系運行的矮星系有大犬座矮星系（最近的）、人馬座矮橢球星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分儀矮星系、天爐座矮星系和獅子座一號矮星系等。銀河系最小的矮星系直徑只有500光年，其中包括船底座矮人、天龍座矮人和獅子座二號矮人，可能還存在與銀河系動態綁定的未檢測到的矮星系，2015年，科學家在相對較小的夜空中檢測到的九顆銀河系新衛星。有一些矮星系被銀河系吸收的，比如半人馬座歐米茄的祖先。

2006年1月，研究人員報告稱，銀河系盤面扭曲現已被繪制出來，并發現這是大麥哲倫星系和小麥哲倫星系繞銀河系運行時產生的波紋或振動，當它們在銀河系中運行時會引起振動。此前，這兩個星系的質量約為銀河系的2%，被認為太小而無法影響銀河系。然而，在計算機模型中，這兩個星系的運動會產生暗物質尾流，從而放大它們對銀河系的影響。

觀測歷史

望遠鏡觀測

1610年，意大利天文學家（Galileo Galilei）用望遠鏡研究銀河系，發現它是由大量微弱恒星組成的，并且是由地球大氣層折射造成。1750年，英國天文學家托馬斯·賴特（Thomas Wright）在《宇宙的原始理論或新假說》中推測，銀河系可能是由萬有引力聚集在一起的大量恒星組成的旋轉體，類似于太陽系，但它規模更大，并且從其內部的角度來看，其產生的星盤是天空中一條光帶。1755年，伊曼努爾·康德(Immanuel Kant)借鑒托馬斯·賴特的早期著作，推測夜空中可見的一些星云本身可能是獨立的“星系”，他將銀河系和“河外星系”都稱為“島嶼宇宙”，這個術語直到1930年代仍然流行。

1785年，威廉·赫歇爾(William Herschel)首次嘗試描述銀河系的形狀和太陽在銀河系中的位置，通過計算天空不同區域的恒星數量繪制了一張以太陽系靠近中心的星系形狀圖。1845年，羅斯勛爵建造了一臺新的望遠鏡，能夠區分橢圓形和螺旋形星云，他還設法在其中一些星云中辨認出單獨的點源，為伊曼努爾·康德早期的猜想提供了證據。

1904年，雅各布斯·卡普坦（Jacobus Kapteyn）在研究恒星自行運動時表示，恒星的自行運動并非是隨機的，恒星可以分成兩股流，朝幾乎相反的方向移動，這是銀河系旋轉的第一個證據。1917年，赫伯·柯蒂斯在仙女星系（梅西耶天體31）內觀測到了新星S仙女座，之后又發現了11顆新星，他注意到這些新星平均比銀河系內的新星暗10星等，最終，他估計有150000秒差距的距離，并成為“島嶼宇宙”假說的支持者，認為螺旋星云是獨立的星系。1920年，哈羅·沙普利（Harlow Shapley）和赫伯·柯蒂斯（Heber Curtis）之間發生了關于銀河系、螺旋星云和宇宙維度性質的大辯論。為了支持仙女星系是外部星系的說法，柯蒂斯注意到類似銀河系塵埃云的暗帶出現，以及顯著的多普勒頻移。之后，愛德文·哈勃 (Edwin Hubble)使用威爾遜山天文臺2.5m（100英寸）胡克望遠鏡解決了這場爭議，他拍攝了天文照片，將一些螺旋星云的外部部分解析為單個恒星的集合，并且識別出一些造父變星，將其用作估計到星云距離的基準。他發現仙女星系距太陽275000秒差距，距離太陽太遠，無法成為銀河系的一部分。

現代觀測

SA航天器蓋亞通過十億顆恒星的視差來提供距離數據，并正在繪制銀河系地圖，計劃于2016年、2018年、2021年和2024年發布四次地圖。來自蓋亞的數據被描述為“變革性的”。據估計，蓋亞觀測到的恒星數量已從20世紀90年代的約200萬顆增加到20億顆。它將可測量的空間體積半徑擴大了100倍，精度擴大了1000倍。2020年的一項研究表明，蓋亞檢測到星系的擺動運動，這可能是由“圓盤旋轉軸相對于非球形光環主軸未對準產生的扭矩，或由吸積物質引起的”在墜落后期獲得的光環中，或從附近相互作用的衛星星系及其隨之而來的潮汐中獲得的光暈”。

伽馬射線和X射線探測

自1970年以來，各種伽馬射線探測任務發現了大致方向在銀河中心位置的511-keV伽馬射線，這些伽馬射線是由正電子（反電子）與電子而產生的。2008年，人們發現伽馬源的分布與低質量X射線的分布相似，該研究表明，這些X射線雙星可能正在將正電子（和電子）發送到星際空間，并在那里減速、消失。1970年，根據觀測顯示，伽馬射線探測器發現發射區域寬約10000光年，光度約為10000個。

2010年，天文學家通過伽馬射線廣域空間望遠鏡的數據顯示稱，在銀河系核心的北部和南部探測到了兩個巨大的高能伽馬射線發射的球形氣泡，每個氣泡的直徑約為25000光年（7.7kpc）（或約為星系估計直徑的1/4）；它們在南半球的夜空中一直延伸到鳳凰座和處女座。隨后，帕克斯望遠鏡在射頻下的觀測發現了與費米氣泡相關的偏振發射。這些觀測結果最好的解釋為銀河系中央640ly（200pc）恒星形成驅動的磁化外流。2015年1月5日，美國航空航天局報告稱，觀測到來自人馬座A*的X射線耀斑比平時亮400倍，打破了記錄。這一不尋常的事件可能是由墜入黑洞的小行星破裂或流入人馬座A*的氣體中磁場線的糾纏引起。

學術研究

2019年2月6日，哈勃空間望遠鏡在銀河系“后院”發現一個此前不為人知的矮星系，新發現的恒星系亮度微弱，直徑約3000光年，僅相當于銀河系一塊“碎片”。研究人員將其命名為“Bedin1”，它有長達130億年的歷史，在天文學上相當于早期宇宙的“活化石”，可以幫助揭示宇宙早期演化的奧秘。同年3月，科學家們利用美國航空航天局的哈勃空間望遠鏡和歐洲航天局蓋亞任務的觀測數據來對銀河系質量進行估計，得出的結果是約為1.5萬億太陽質量。

2020年4月11日，從中國科學院國家天文臺獲悉，研究團隊基于國家重大科技基礎設施LAMOST望遠鏡數據，發現了一顆迄今銀河系自轉速度最快的恒星。這一成果日前在國際學術期刊《天體物理學快報》發表。同月，《科學美國人》雜志刊登了由美國科學院院士M·里德和該校天文與空間科學學院鄭興武教授聯合撰寫的封面文章，總結了由他們及德國馬普射電天文研究所K·門滕教授所領導的國際團隊歷經15年對銀河系結構的研究成果。該團隊用甚長基線干涉技術精確測量位于銀盤上近200個大質量恒星的距離和自行，得到旋臂的結構、太陽系的位置以及它繞銀心旋轉的速度，繪制出尺度為10萬×10萬光年的全新銀河系結構圖。同年5月，中美科學家繪制迄今最精確的銀河系結構圖。天文學家發布了一份包含33億多顆恒星的銀河系“巨無霸”星圖，對銀河系21400次單獨曝光產生了超過10TB的數據。

2021年，上海市天文臺的科學家團隊使用暈中的熱氣體作為測量銀河系質量的探針，他們研究了熱氣體暈的空間溫度與密度分布，與銀河系中各種能量爆發過程的相互作用，并與X射線太空望遠鏡觀測的結果進行比較，最終測量到的銀河系質量為太陽質量的1.2萬億倍—3.0萬億倍。2021年6月21日，據每日科技網報道稱銀河系有一個由幾十億顆恒星組成的棒旋結構，數據和分析發現，自這個棒旋結構誕生以來，它的自轉速度下降了四分之一。

2022年1月27日，國際權威期刊《自然》（Nature）雜志在線發表了一項研究成果。通過分析平方公里陣列射電望遠鏡（SKA）低頻先導望遠鏡的中國空間站工程巡天望遠鏡觀測數據，中外天文學家首次在銀河系發現一顆具有超強磁場的新天體，距離太陽系約4200光年。2022年12月11日，據青海日報消息，銀河系內千億恒星之間的廣袤星際空間并非虛無，而是充滿了稀薄的星際介質。中國科學家利用“中國天眼”FAST揭示了銀河系星際介質前所未見的高清細節，對研究銀河系內的星際生態循環具有重要意義。

2023年，基于中國LAMOST望遠鏡（LAMOST望遠鏡）和美國APOGEE中國空間站工程巡天望遠鏡的觀測數據，中國天文學家精確測量了距離銀心1.6萬光年至8.1萬光年范圍內的恒星運動速度，并估算出銀河系的“體重”約為8050億個太陽質量。相關研究成果發表于《天體物理學報》。2023年，中國科學院紫金山天文臺徐燁研究團隊與中國科學院國家天文臺合作提出對旋臂形態的新認識：銀河系更像是一個普通多旋臂星系，由內部對稱兩旋臂和外部多條不規則旋臂組成，而非之前被廣泛接受的四條旋臂均從內到外的特殊形態。該研究結果改變了人們對銀河系旋臂結構的傳統認知，以“what Does the Milky Way Look Like？”為題在線發表于《天體物理學雜志》(The AstrophysicalJournal)。

必威电竞|足球世界杯竞猜平台