恆星系

恆星系或稱星系，是宇宙中龐大的星星的「島嶼」，它也是宇宙中最大、最美麗的天體系統之一。到目前為止，人們已在宇宙觀測到了約一千億個星系。它們中有的離我們較近，可以清楚地觀測到它們的結構；有的非常遙遠，目前所知最遠的最系離我們有近兩百億光年。

按照宇宙大爆炸理論，第一代星系大概形成於大爆炸發生後十億年。在宇宙誕生的最初瞬間，有一次原始能量的爆發。隨著宇宙的膨脹和冷卻，引力開始發揮作用，然後，幼年宇宙進入一個稱為「暴漲」的短暫階段。原始能量分布中的微小漲落隨著宇宙的暴漲也從微觀尺度急劇放大，從而形成了一些「溝」，星系團就是沿著這些「溝」形成的。

哈勃太空望遠鏡拍攝的遙遠的年輕星系照片，其中包含有正在形成中的星系團（原星系）(HST)

十八個正在形成中的星系團的單獨照片。每個團快距地球約一百十億光年(HST)

著名的「哈勃深空」照片。展示了一千多個在宇宙形成後不到十億年內形成的年輕星系(HST)

哈勃深空圖片。箭頭所指的可能是迄今為止發現的最遙遠的星系(HST)

阿貝爾2218星系群。照片反映了宇宙中的「引力透鏡」現象(HST)

兩個相鄰的星系NGC1410、NGC1409因引力作用而互相吸取物質(HST)

隨著暴漲的轉瞬即逝，宇宙又回復到如今日所見的那樣通常的膨脹速率。在宇宙誕生後的第一秒鐘，隨著宇宙的持續膨脹冷卻，在能量較為「稠密」的區域，大量質子、中子和電子從背景能量中凝聚出來。一百秒後，質子和中子開始結合成氦原子核。在不到兩分鐘的時間內，構成自然界的所有原子的成分就都產生出來了。大約再經過三十萬年，宇宙就已冷卻到氫原子核和氦原子核足以俘獲電子而形成原子了。這些原子在引力作用下緩慢地聚集成巨大的纖維狀的雲。不久，星系就在其中形成了。

大爆炸發生過後十億年，氫雲和氦雲開始在引力作用下集結成團。隨著雲團的成長，初生的星系即原星系開始形成。那時的宇宙較小，各個原星系之間靠得比較近，因此相互作用很強。於是，在較稀薄較大的雲中凝聚出一些較小的雲，而其餘部分則被鄰近的雲所吞併。

同時，原星系由於氫和氦的不斷落入而逐漸增大。原星系的質量變得越大，它們吸引的氣體也就越多。一個個雲團各自的運動加上它們之間的相互作用，最終使得原星系開始緩慢自轉。這些雲團在引力的作用下進一步坍縮，一些自轉較快的雲團形成了盤狀；其餘的大致成為橢球形。這些原始的星系在獲得了足夠的物質後，便在其中開始形成恆星。這時的宇宙面貌與今天便已經差不多了。星系成群地聚集在一起，就像我們地球上海洋中的群島一樣鑲嵌在宇宙空間浩瀚的氣體雲中，這樣的星系團和星系際氣體伸展成纖維狀的結構，長度可以達到數億光年。如此大尺度的星系的群集在廣闊的空間呈現為球形。

宇宙中沒有兩個星系的形狀是完全相同的，每一個星系都有自己獨特的外貌。但是由於星系都是在一個有限的條件範圍內形成，因此它們有一些共同的特點，這使人們可以對它們進行大體的分類。在多種星系分類系統中，天文學家哈勃於1925年提出的分類系統是應用得最廣泛的一種。哈勃根據星系的形態把它們分成三大類：橢圓星系、旋渦星系和不規則星系。橢圓星系分為七種類型，按星系橢圓的扁率從小到大分別用E0-E7表示，最大值7是任意確定的。該分類法只限於從地球上所見的星系外形，原因是很難確定橢圓星系在空間中的角度。旋渦星系分為兩族，一族是中央有棒狀結構的棒旋星系，用SB表示；另一種是無棒狀結構的旋渦星系，用S表示。這兩類星系又分別被細分為三個次型，分別用下標a、b、c表示星系核的大小和旋臂纏繞的鬆緊程度。不規則星系沒有一定的形狀，而且含有更多的塵埃和氣體，用Irr表示。另有一類用S0表示的透鏡型星系，表示介於橢圓星系和旋渦星系之間的過渡階段的星系。

屬E0型橢圓星系的NGC4552。該星系位於室女座

NGC4486，同樣位於室女座，屬E1型橢圓星系

NGC4479屬於E4型橢圓星系，位於室女座

NGC205橢圓星系，屬於E6型，位於仙女座

位於六分儀座的NGC3115，屬E7型橢圓星系，也有把它歸為S0型的

位於獅子座的NGC3623，屬Sa型旋渦星系

屬Sb型的NGC3627旋渦星系，位於獅子座

獵犬座的NGC5194旋渦星系，屬Sc型。左側是一個矮星系

NGC3351位於獅子座，屬SBb型棒旋星系

SBc型棒旋星系NGC3992，位於獅子座

銀河系的衛星系「大麥哲倫雲」，屬不規則星系

NGC3034不規則星系，位於大熊星座(NAOJ)

宇宙中的大部分大星系都是旋渦星系，其次是橢圓星系，不規則星系占的比較最小。旋渦星系自轉得比較快，其盤面中含有大量塵埃和氣體，這些物質聚集成能供恆星形成的區域。這些區域發育出含有許多藍星的旋臂，所以盤面的顏色看上去偏藍。而在其棒狀結構和中央核球上稠密地分布著許多年老的恆星。與旋渦星系相比，橢圓星系自轉得非常慢，其結構是均勻而對稱的，沒有旋臂，塵埃和氣體也極少。造成這種局面的原因是早在數十億年前恆星迅速形成時就已經將橢圓星系中的所有塵埃和氣體消耗完了。其結果是造成這些星系中無法誕生新的恆星，因此橢圓星系中包含的全都是老年恆星。

宇宙中約有十億個星系的中心有一個超大質量的黑洞，這類星系被稱為「活躍星系」。類星體也屬於這類星系。

此外還有一類個子矮小的「矮星系」。這類星系不象大型星系那樣明亮，但其數量非常多。銀河系附近有許多矮星系，其數量比所有其它類型星系之和都多。在鄰近的星系團中也已發現了大量的矮星系。其中一些形狀規則，多半都含有星族II的恆星；形狀不規則的矮星系一般含有明亮的藍星。

星系的形狀一般在其誕生之時就已經確定了，此後一直都保持著相對穩定，除非發生了星系碰撞或鄰近星系的引力干擾。

在沒有燈光干擾的晴朗夜晚，如果天空足夠黑，你可以看到在天空中有一條瀰漫的光帶。這條光帶就是我們置身其內而側視銀河系時所看到的它布滿恆星的圓面——銀盤。銀河系內有約兩千多億顆恆星，只是由於距離太遠而無法用肉眼辯認出來。由於星光與星際塵埃氣體混合在一起，因此看起來就像一條煙霧籠罩著的光帶。銀河系的中心位於人馬座附近。

銀河系是一個中型恆星系，它的銀盤直徑約為十二萬光年。它的銀盤內含有大量的星際塵埃和氣體雲，聚集成了顏色偏紅的恆星形成區域，從而不斷地給星系的旋臂補充熾熱的年輕藍星，組成了許多疏散星團或稱銀河星團。已知的這類疏散星團約有一千兩百多個。銀盤四周包圍著很大的銀暈，銀暈中散布著恆星和主要由老年恆星組成的球狀星團。

-人馬座方向的銀河

輝煌的銀河系中心（銀核）部分

輝煌的銀河系中心（銀核）部分II

織女、牽牛星-人馬座方向的銀河

天鷹-人馬座方向的銀河

長盾-人馬座方向的銀河 從我們所處的角度很難確切地知道銀河系的形狀。但隨著近代科技的發展，探測手段的進步在某種程度上克服了這些障礙，揭示出銀河系具有的某些出人意料的特徵。長期以來人們一直以為銀河系是一個典型的旋渦星系，與仙女座星系類似。但最近的觀測卻發現，它的中央核球稍帶棒形。這意味著銀河系很可能是一種棒旋星系。另外，銀河系是一個比較活躍的星系，銀核有強烈的宇宙射線輻射，在那裡恆星以高速圍繞著一個不可見的中心旋轉。這表明在銀河系的核心有一個超大質量的黑洞。

銀河系有兩個較矮小的鄰居——大麥哲倫雲和小麥哲倫雲，它們都屬於不規則星系。由於引力的作用，銀河系在不斷地從這兩個小星系中吸取塵埃和氣體，使這兩個鄰居中的物質越來越少。預計在一百億年里，銀河系將會吞沒這兩個星系中的所有物質，這兩個近鄰將不復存在。
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