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(gè)天空，這就是銀河。銀河早在望遠(yuǎn)鏡問世時(shí)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(gè)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(gè)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?yàn)槲覀兊奶��?yáng)系就位于銀河系之中。太陽(yáng)系距離銀河系這個(gè)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(duì)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(gè)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(zhēng)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(gè)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(yáng)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(jì)為太陽(yáng)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(jí)星團(tuán)。整個(gè)宇宙猶如一個(gè)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(duì)較年輕，比如我們的太陽(yáng)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(gè)星系。

　　激擾星系的射電信號(hào)常常來自于向外延伸的“噴射物”。這種噴射物估計(jì)就是從星系中央向兩個(gè)相反方向噴射的物質(zhì)流。特別是類星體常常會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)，幾天或幾個(gè)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(gè)比我們太陽(yáng)系大不了多少的相對(duì)狹窄的空間中產(chǎn)生的。

　　推動(dòng)激擾星系活動(dòng)的動(dòng)力過程是什么，現(xiàn)在還有爭(zhēng)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(yáng)質(zhì)量數(shù)百萬倍的超級(jí)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(chǎng)的作用，會(huì)向垂直于該物質(zhì)盤面的兩個(gè)相反方向射去，形成噴射。由于磁場(chǎng)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。