銀河系形成過程圖解

（接上一篇）

1. 銀環的形成原理

如上篇所述，黑洞（超核）的兩個發射極不斷生成各種光子，由於這些光子位於黑洞引力場（即中性場，黑洞的場結構與原子核場類似）的靜止斥力區中，受到強大黑洞場的斥力作用而向外加速運動。

如同地球內自循環系統的光聚變與核聚變原理一樣，向外作加速運動的極高密度的光子群，在運動中隨著黑洞場強的減弱，不斷凝聚成電子（包括中微子）、質子等有質量的極性單粒子。這些有質量的粒子，在黑洞引力場的引力作用下，偏離原來的運動方向，並在它們極性場的相互誘導下，形成兩束強大的粒子流，天文學上稱之為雙極噴流。如圖7-2所示。

圖7-2 超核雙極輻射的分解與銀盤的形成原理

如上所述，黑洞雙極輻射分解成了雙極（電磁）輻射和雙極（粒子）噴流兩部分。在黑洞中性場的斥力作用下，雙極電磁輻射一直作直線加速運動直至進入太空，形成黑洞的超高能輻射。從雙極電磁輻射分離出來的雙極粒子噴流，一方面在黑洞引力場的引力作用下，不斷偏離原來的運動方向，即經（度線）向運動，如圖7-2a所示；另一方面，在超核旋轉引力場的拖拽作用下，逐漸偏向超核自轉方向運動，即緯（度線）向運動，如圖7-2b所示。

隨著雙極粒子噴流遠離黑洞，黑洞場強進一步減弱，形成噴流的極性單粒子進一步聚合成各種原子核、原子、甚至分子。相應地，隨著粒子質量的增大，原子和分子的運動速度也進一步減慢；與此同時，原子及分子之間的極性場減弱，使這些粒子之間相互作用減弱，導致粒子噴流逐漸疏散開來，形成原始星雲。

以銀河係為例，隨著遠離超核，原始星雲的經向運動逐漸減弱、緯向運動不斷增強，最終在超核赤道面附近圍繞超核作圓周運動。於是，雙極噴流形成的原始星雲圍繞超核作圓周運動半圈後，兩條原始星雲相互連接在一起，形成了一個完整的銀環。

當然，超新星爆發後所形成的天體及其殘留物質也摻雜在銀環之中，成為銀環的一部分。

2. 銀臂的形成原理

在沿銀環運動過程中，隨著超核的不斷增大，雙極噴流也不斷增強，於是原始星雲開始出現新的分支。在超核旋轉引力場的牽引下，新的原始星雲分支圍繞超核運動。於是，銀河系的兩大旋臂（簡稱銀臂，天文學上稱之為銀盤）開始形成，如圖7-4所示。

根據天文學最新觀測研究數據，我們可以粗略估算出銀臂、銀環和中心超核（黑洞）的形成年齡。

設銀河系的年齡Ag約為136億年，太陽系的年齡A⊙約為47億年；當前銀河系的全貌如圖7-3所示，可以看出，太陽系圍繞超核轉過的角度∠⊙約為213°，銀臂圍繞超核轉過的角度∠sa約為375°，原始星雲形成銀環圍繞超核轉過的角度∠sr為180°。那麼，忽略超核物質量和自轉等變化的影響，以及原始星雲演化對其運行速度的影響等因素，銀臂、銀環和中心黑洞的形成年齡Asa、Asr、Abh分別為：

Asa =A⊙×∠sa /∠⊙≈83億年 （4）

Asr =Ag-A⊙×∠sr /∠⊙≈96億年 （5）

Abh=Ag≈136億年 （6）

圖7-3 銀河系模型

根據上述討論，我們可以粗略地描繪出年齡為136億歲的銀河系的成長過程，如圖7-4所示。

零歲，即136億年前：由脈衝星演化而來的超核誕生了，它處於黑寂的太空中，雙極輻射沖入茫茫太空。

40億歲，即96億年前：從超核雙極輻射分離出來的雙極噴流，進一步演化成原始星雲，並在超核赤道附近做圓周運動，形成了銀圈。

53億歲，即83億年前：隨著超核雙極噴流不斷增強和光圈對超核極性場屏蔽作用的增強，一部分原始星雲開始從銀環中分離出來。於是，銀臂開始形成。

89億歲，即47億年前：隨著銀臂的不斷增長和超核雙極噴流不斷增強，溢出銀環的原始星雲早已出現新的分支。這時，形成不久的太陽系掠過銀環進入銀臂中。

136億歲，即當前：兩大旋臂分別經歷了兩次大分叉，最終形成現在的模樣。

在原始星雲掠過銀環進入銀臂的過程中，根據太陽系的形成原理可知，這些原始星雲逐漸形成若干原始星雲渦，進而演化成包括太陽在內的恆星、包括地球在內的行星等各種天體和恆星系。這些天體在超核引力場的作用下圍繞超核運行，如圖7-4所示。當然，在銀環內也會形成大量的天體，並不斷演化。

圖7-4 銀河系形成過程

由此可見，星系基本結構都是雙螺旋的漩渦星系。當然，在實際觀測中，由於星系相對地球的傾斜姿態各不相同，看上去一些星系呈橢圓或棒狀。另外，有些星系相距很近，銀臂相互進入對方的引力場域中，受到對方旋轉引力場的拖拽作用而呈現出更加複雜多樣的形狀。

註：本文摘自劉泰祥著《天體演化概論》第七章，該書於2015年從中國台灣蘭壹出版社出版發行