銀河系及其他星系

　　晴朗的夜晚，令人驚訝的是，我們從地球上用肉眼只能看到約3000顆恒星。當(dāng)然，人們也能看到一條薄薄的霧狀帶，從這頭到那頭，橫跨整個天空，這就是銀河。銀河早在望遠(yuǎn)鏡問世時就被認(rèn)清由數(shù)百萬顆光線微弱的恒星組成。今天我們已經(jīng)知道，銀河只是我們從本星系看到的內(nèi)觀形象——一個由氣體云和1000多億顆恒星組成的巨大螺旋體。我們的銀河系也僅僅是形態(tài)各不相同的幾十億個星系之一。

　　我們看到的銀河之所以呈一道乳白色的亮帶橫跨天空，是因為我們的太陽系就位于銀河系之中。太陽系距離銀河系這個規(guī)模10萬光年大小的鐵餅狀星系的中心大約有27000光年。銀河系的中心在人馬座方向，邊緣位于金牛座方向。

　　通過對其他星系和我們本星系的觀察，天文學(xué)家得到了銀河系的構(gòu)造圖。銀河系的中心是一個巨大的圓核，核的四周由恒星包裹著。核的內(nèi)部究竟由何物組成，目前還一直存有爭議。從銀核出發(fā)，一支支旋臂曲折地向外伸出，在旋臂上也還有新的恒星產(chǎn)生。

　　銀河系的自轉(zhuǎn)形式并不如同一個固態(tài)盤體：中心慢，邊緣快。它的自轉(zhuǎn)速度卻是中心快，邊緣慢，即從中心向邊緣，先呈快加速態(tài)，后取慢減速狀。我們太陽系繞行銀河系中心一周大約需要2.4億年，與銀河系230千米／秒的自轉(zhuǎn)速度相等。銀河系的質(zhì)量估計為太陽質(zhì)量的3400億倍。

　　星系是宇宙中的最重要結(jié)構(gòu)。在宇宙中，星系的數(shù)量可能與銀河系中的恒星數(shù)量差不多。星系相互積聚成星團(tuán)，而星團(tuán)又繼續(xù)積聚成更大的超級星團(tuán)。整個宇宙猶如一個巨大的氣球形結(jié)構(gòu)，在想像的氣球球面上分布著眾多的星系，而在氣球的內(nèi)部則幾乎是一片空白區(qū)。

　　恒星的類型及伴星系

　　星系的形狀和大小各不相同。在星系的內(nèi)部有兩種類型不同的恒星：星族Ⅰ型恒星和星族Ⅱ型恒星。星族Ⅱ型恒星主要位于橢圓星系內(nèi)，它們看來是宇宙中年齡最大的恒星，幾乎完全由氫構(gòu)成，較重元素的含量極少。星族Ⅰ型恒星相對較年輕，比如我們的太陽就是，這類恒星的特點(diǎn)是所含較重元素的比重比較大。

　　那些最大的星系，無論是橢圓星系或是螺旋星系，它們都常常擁有一些小的伴星系。例如圍繞我們銀河系運(yùn)行的伴星系就有大麥哲倫星云和小麥哲倫星云，它們出現(xiàn)在銀河附近，肉眼可見，猶如脫離銀河的兩塊碎片。

　　激擾星系、類星體和黑洞

　　在宇宙的深處，人們近幾十年來發(fā)現(xiàn)了一系列陌生的、常常帶有神秘色彩的天體，其中也包括那些呈特強(qiáng)射電源或特強(qiáng)紅外線源的星系。這種所謂的“激擾星系”又分成不同的類型，如橢圓射電星系或螺旋塞佛特星系。在激擾星系中，尤其是那些中心含有類星體的星系顯得更加突出。類星體的光度常常大大超過包在它四周、由幾十億顆恒星組成的整個星系。

　　激擾星系的射電信號常常來自于向外延伸的“噴射物”。這種噴射物估計就是從星系中央向兩個相反方向噴射的物質(zhì)流。特別是類星體常常會在極短的時間內(nèi)，幾天或幾個月，發(fā)生光度變化。因此，科學(xué)家們斷定，類星體的巨大能量是在一個比我們太陽系大不了多少的相對狹窄的空間中產(chǎn)生的。

　　推動激擾星系活動的動力過程是什么，現(xiàn)在還有爭論。然而，今天的理論得到的結(jié)果是：在激擾星系的中心，尤其是在類星體的中心，有質(zhì)量大于太陽質(zhì)量數(shù)百萬倍的超級大質(zhì)量黑洞存在。在黑洞的巨大吸引力作用下，周圍的物質(zhì)都呈螺旋狀被吸進(jìn)去。就在被吸物質(zhì)進(jìn)入黑洞前的一剎那，它被加熱到幾十億度。其中有一部分由于強(qiáng)磁場的作用，會向垂直于該物質(zhì)盤面的兩個相反方向射去，形成噴射。由于磁場中的電子加速作用，一種類似于在粒子加速器中產(chǎn)生的“同步加速射線”便形成了。