銀河系是怎麼形成的

　　銀河系是太陽系所處的星系。銀河系像一條流淌在天上閃閃發光的河流一樣，古稱銀河。對北半球來說夏季看到的銀河最明顯，冬季銀河很黯淡。接下來就跟著小編一起去看看銀河系的形成和演化吧。

　　形成銀河系的原因及演化過程

　　眾所周知，我們所賴以生存的地球只是太陽系中的一顆行星，而太陽僅是銀河系中一顆極不起眼的普通恆星。據大致的統計，銀河系中的恆星數量多達4000億顆，而且很多恆星的質量都比太陽大幾十倍、幾百倍甚至上千倍。我們在《破解太陽系形成之謎》一書中破解了太陽系形成之謎後，讀者們自然會把探祕的眼界放遠，也就必然會著眼於銀河系。據說，伽利略是用自制的望遠鏡觀測銀河的第一人，他發現“銀河”是由無數顆明亮的恆星組成的。而在他之前，人們用肉眼看銀河，因為它隱隱約約地以環帶形式完整地繞天空延伸，彷彿是一條白帶“漂流”在太空中，所以人們稱它為銀河。

　　20世紀之前，人們一直猜測太陽系位於銀河系的中心，這一錯誤認識，直到20世紀30年代才由特朗普勒經過仔細研究後指了出來。經過光學天文工作者的辛勤工作，初步探知了銀河系的大體結構，測知銀河系的中心在人馬座方向。直至20世紀50年代，科學家們才確認並描繪出太陽在銀河系中的大體位置。自17世紀以來，當人們的視線逐步擴大到銀河系之外時，可以說所見之景象簡直快把人嚇呆了!一望無際的銀河系只不過是宇宙大海中的一樹葉。

　　在此之前，德國的哲學家康德、瑞典學者斯維登堡和英國儀器製造家兼數學家賴特等人，都曾猜想過，一些雲霧狀天體應是像銀河一樣由恆星構成的“宇宙島”。第一個通過觀測證實宇宙島假說的是英國天文學家赫歇耳，他通過觀測，肯定了康德等人的見解。但是，圍繞著宇宙島是否存在的問題，在天文學界一直爭論到20世紀20年代。美國的天文學家哈勃用照相方法在仙女座大星雲中找到了不少“造父變星”，測出了它們的光變週期和視星等，定出了仙女座大星雲的距離，證明它是處在銀河系之外。

　　自此以後，爭論逐漸平息，那些認為銀河系是宇宙中惟一龐大天體的科學家在事實面前也轉變了態度，河外星系的新認識深入人心。早在1914年，美國天文學家斯里弗就曾發現，在他所觀測的15個星系中，有13個在以每秒數百公里的速度離開我們。1929年，哈勃在研究24個星系的光譜時，發現所有的星系都存在紅移現象。如果紅移現象用多普勒效應來解釋，它就表明所有的星系都在相互退行，也就表明宇宙在膨脹。1930年，英國天文學家愛丁頓隨即提出了膨脹宇宙的假說;1948年，美國物理學家伽莫夫把宇宙膨脹論和基本粒子的運動綜合起來，提出了大爆炸宇宙學。

　　直到今天，大爆炸宇宙學在天文學領域仍佔有舉足輕重的地位，是為大多數天文學家所公認的宇宙模型。從對星系的探索中可以看出，有關星系起源等研究課題僅是近一二百年才剛剛進入議事日程，算是剛剛起步。因為過去由於條件所限，用肉眼或較落後的望遠鏡觀察太空，必然會受到極大的限制。隨著科學技術的進步，觀測手段越來越先進，這才逐漸地擴大了人們的視野，從太陽系擴充套件到銀河系，從銀河系擴充套件到河外星系，現在可通過哈勃望遠鏡觀測到距離我們達130億光年的天體。但是時至今日，有關銀河系是如何形成的問題仍然在困擾著人們。按說，積累對星系起源和演化的知識，為探索星系起源和演化的奧祕鋪墊成功的道路，就必須仰仗科學的觀測方法，去觀測那些遙遠的星系，利用時間工具在那些遙遠星系的身上找到銀河系過去的身影。

　　儘管許多天文學家在這一重要領域裡撒下了無數的汗水，取得了一定的進展，但其結果不如人意。也許是因為距離太遙遠使觀測數值誤差增大?也許是我們所使用的觀測方法及計算工具本身就存在著一定的誤差?總之，探測工作存在著一些目前無法逾越的障礙。正因為此，寄希望於用觀測的手段一目瞭然地將星系起源之謎看個一清二楚，就目前而言甚或是近一段時期內，達到這一目的恐怕難上加難。是不是說銀河系形成之謎就無法破解了?這不見得。現有的一切觀測資料及映入眼簾的太空景象，雖然無法像“看圖識字”那樣可以簡單地達到認知的目的，但其總體輪廓和它們之間內在的聯絡已基本顯現

　　。只要我們的想象力符合科學邏輯，思維的方向能夠找到正確的途徑，完善地建立起貼近現實的宇宙演化模型，就有可能通過理論研究完成歷史使命。當然，研究星系起源和演化問題的歷史非常短，迄今為止還沒有一個令大多數天文學家滿意的較為成熟的理論。不過我們可以這樣說：到時候了!破解銀河系形成之謎，離這一天的到來已經不遠了。

　　在過去，關於星系是如何形成的機制理論有許多種，其中比較有代表性的是金斯的引力不穩定學說、魏扎克的宇宙湍流學說和阿巴楚勉的超密學說。這三種學說都用各自的理論解釋了一些星系形成的過程，但都存在著明顯的若干不能自圓其說的地方。在本書中，我們建立了“天體爆發定律”，用這一理論，不但破解了銀河系形成之謎，而且將星系團形成之謎、超星系團形成之謎和宇宙形成之謎，在使用相同定律的前提下也能得以破解，使各個謎解的環節之間緊密地銜接在一起，形成了一個天體“歷史”演化的鏈條，體現出一種自圓其說的連貫性。

　　銀河系的特徵

　　銀河系是太陽系所在的恆星系統，包括一千二百億顆恆星和大量的星團、星雲，還有各種型別的星際氣體和星際塵埃，它的總質量是太陽質量的1400億倍。在銀河系裡大多數的恆星集中在一個扁球狀的空間範圍內，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”，半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤”。在銀盤外面有一個更大的球形，那裡星少，密度小，稱為“銀暈”，直徑為7萬光年。

　　銀河系物質約90%集中在恆星內。恆星的種類繁多。按照恆星的物理性質、化學組成、空間分佈和運動特徵，恆星可以分為5個星族。最年輕的極端星族Ⅰ恆星主要分佈在銀盤裡的旋臂上;最年老的極端星族Ⅱ恆星則主要分佈在銀暈裡。恆星常聚整合團。除了大量的雙星外，銀河系裡已發現了1000多個星團。銀河系裡還有氣體和塵埃，其含量約佔銀河系總質量的10%，氣體和塵埃的分佈不均勻，有的聚集為星雲，有的則散佈在星際空間。20世紀60年代以來，發現了大量的星際分子，如一氧化碳、水等。分子云是恆星形成的主要場所。銀河系核心部分，即銀心或銀核，是一個很特別的地方。它發出很強的射電、紅外，X射線和γ射線輻射。其性質尚不清楚，那裡可能有一個巨型黑洞，據估計其質量可能達到太陽質量的250萬倍。對於銀河系的起源和演化，知之尚少。

　　1971年英國天文學家林登·貝爾和馬丁·內斯曾分析了銀河系中心區的紅外觀測和其他性質，指出銀河系中心的能源應是一個黑洞，並預言如果他們的假說正確，在銀河系中心應可觀測到一個尺度很小的發出射電輻射的源，並且這種輻射的性質應與人們在地面同步加速器中觀測到的輻射性質一樣。三年以後，這樣的一個源果然被發現了，這就是人馬A。

　　人馬A有極小的尺度，只相當於普通恆星的大小，發出的射電輻射強度為2*10***34次方***爾格/秒，它位於銀河系動力學中心的0.2光年之內。它的周圍有速度高達300公里/秒的運動電離氣體，也有很強的紅外輻射源。已知所有的恆星級天體的活動都無法解釋人馬A的奇異特性。因此，人馬A似乎是大質量黑洞的最佳候選者。但是由於當前對大質量的黑洞還沒有結論性的證據，所以天文學家們謹慎地避免用結論性的語言提到大質量的黑洞。我們的銀河系大約包含兩千億顆星體，其中恆星大約一千多億顆，太陽就是其中典型的一顆。銀河系是一個相當大的螺旋狀星系，它有三個主要組成部分：包含旋臂的銀盤，中央突起的銀心和暈輪部分。

　　螺旋星系M83，它的大小和形狀都很類似於我們的銀河系。銀盤外面是由稀疏的恆星和星際物質組成的球狀體，稱為銀暈，直徑約10萬光年。

　　旋臂主要由星際物質構成。銀河系也有自轉。太陽系以每秒250千米速度圍繞銀河中心旋轉，旋轉一週約2.2億年。銀河系有兩個伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。與銀河系相對的稱之為河外星系。