第二章 迷霧重重的銀河係
【銀河係形成之謎】
我們身處的銀河係恰如一條朦朧不清的光帶橫貫夜空。銀河係究竟是怎麼形成的呢？
關於銀河係名字的來源，還有一個美麗的傳說。希臘神話中，赫拉被騙去喂養他丈夫宙斯的私生子，當她發現自己上當時，便將孩子推到一邊，結果不小心將自己的奶水噴灑出來，於是就形成了銀河係。
科學家研究發現，銀河係是一個巨大的、由數千億顆恒星組成的星係。它的中心部分凸出，像一個很亮的圓盤，直徑約為2萬光年，厚1萬光年，平均寬度約為20光年。這個區域由高密度的恒星組成，銀河暈輪彌散在銀盤周圍的一個球形區域內，銀暈直徑約為9.8萬光年，這裏恒星的密度很低，分布著一些由老年恒星組成的球狀星團。在銀河中還可以看到許多暗帶，是大量的星際介質和暗星雲。
太陽係是銀河係的一個部分，太陽到銀河係的中心距離約為3.3億光年。由於太陽係不在銀河的中心位置，所以看上去銀河在天空中既不與赤道的位置相符，又不通過地球的南北極上空，而是斜躺在天空。隨著地球的自轉和公轉，銀河就隨著季節的變化改變著它在天空中的位置，夏天的傍晚朝向南北方向，到了冬天的夜晚又橫過來，變成接近東西方向了。
銀河係本身也在旋轉，一麵圍繞自己的中心軸，以2.5億年一周的速度自轉，同時又以214千米/秒的速度在宇宙中不停地運動著。隻是距離我們的地球太遙遠了，看上去似乎是靜止不動的。
有的科學家認為銀河係可能是由原始星係雲的收縮、冷卻、分裂而產生的。20世紀80年代初期，當時宇宙哲學家提出了理論上的膨脹宇宙觀點。天文學家認為膨脹從根本上改變了嬰兒時期宇宙的麵貌。膨脹之前，宇宙的密度是一致的，就像無風時的湖麵。膨脹之後，宇宙的密度不再平均，就像風暴出現後的海麵一樣有波浪和漣漪。
宇宙中的另一因素——暗物質則對這些波紋演變成更加明顯的堆塊起到了推波助瀾的作用。那些密度較高的區域由於有著比周圍更強的引力，從而能夠吸引更多的物質，並最終成為各個星雲的種子。
盡管這一基礎理論尚未得到證實，但通過近幾年天文學家對大量距離更遠的星雲調查正得到更深入的檢測。與此同時，還有許多基礎性的問題尚未得到解決。如：為什麼有那麼多不同種類的星雲？為什麼有的星雲有旋臂而有的沒有？它們為什麼有不同的顏色？它們為什麼有不同的大小？等等。
大爆炸之後的50億～40億年之間，即距今90億～80億年之前出現了第一批成熟的星雲。當時的星雲形狀種類與現在天文學家所看到的星雲形狀是相同的，有帶著經典的風車形狀的螺旋形星雲，有由一大群恒星構成的橢圓形星雲，也有雜亂無章的不規則星雲。當時的星雲總數顯然要比目前的多出3～4倍。
如此豐富的星雲種類是如何淘汰並最終留下現在天文學家在近空所看到的這些星雲的呢？是否有星雲相互撞擊形成更大的星雲，或者有些則消失了？
黑洞也是星雲形成中的一個最為神秘的因素。許多天文學家認為黑洞在星雲開始形成中起著至關重要的作用，是它通過自己強大的引力場將物質吸引到一起的。
近來，科學家研究發現，在距地球大約5000萬光年的室女座星雲不存在恒星，是一個黑色星係。如果這一結論得到證實，銀河形成之謎可能被解開。
室女座星係由一個巨大的氫雲和奇異的暗物質組成，裏麵包含的物質足以產生數百萬顆恒星，但是某些因素阻礙了恒星的產生。科學家此前預測，宇宙中的確存在這樣的黑色星係，並且其數目可能是一般星係的100倍。
【銀河係大小之謎】
在浩瀚的宇宙中,銀河係就像一個小小的玉盤。可是人們不禁會問，這個晶瑩剔透的玉盤又有多大呢？
1918年，天文學家開始觀測我們銀河係的造父變星，想用這種新的方法來確定銀河係的大小。造父變星屬於球狀星團，球狀星團是由幾萬至幾千萬顆恒星稠密地聚集在一起的球狀集合體，直徑大約為100光年。
這些星團呈現出完全不同於我們鄰近空間的天文環境。在較大的星團中心，恒星以每10立方秒差距500顆的密度聚集在一起，而在我們鄰近的空間中每10立方秒差距隻有一顆恒星。在這種情況下，星光會比地球上的月光亮得多，假如在靠近這種星團的中心有一顆行星的話，這顆行星將不會有黑夜。
天文學家發現，在我們的銀河係中約有100個已知的球狀星團，各個球狀星團與我們的距離為2萬～20萬光年。這些星團分布在一個大球中，銀道麵從中間把大球切成兩半，它們像暈一樣環繞著銀河係主體的一部分。
天文學家假設它們圍繞著銀河係的中心轉動，並把銀河係中由球狀星團組成的這個暈的中心點定在人馬座方向上，距離我們約5萬光年。這意味著，我們的太陽係根本不在銀河係的中心，而是遠在銀河係的一個邊緣。
從銀河係的形狀像一個圓盤這一事實出發，天文學家一直推測，它必定在空間旋轉著。1926年，荷蘭天文學家開始測量這種旋轉。因為銀河係不是一塊固體，而是由無數單個恒星組成的，所以不能指望它像輪子那樣一塊旋轉，而是靠近圓盤引力中心的恒星必定比遠處的恒星繞中心旋轉得快。因此，靠近銀心即在人馬座方向上的恒星應該趨向於超前我們的太陽而移動，而遠離銀心即在雙子座方向上的恒星在公轉中應該有落後於我們的傾向。恒星離我們越遠，速度的這種差異應該越大。
在此基礎上，天文學家推算出，銀河係的平均直徑為10萬光年。在這個目前被認為是正確的新模型中，圓盤在中心處的厚度約為2萬光年，向邊緣逐漸變薄。太陽位於從中心到邊緣2/3的地方，圓盤在這裏的厚度約為3000光年。但這些隻是粗略的數字，因為銀河係並沒有非常明確的邊界。
【銀河的姐妹星係是“食星族”】
西方國家的天文學家說，與人類所居住的銀河係相近的“安卓梅達”星河是“食星族”，正在吞噬它隔壁的小星係。英法等國天文學家首次深入觀察這個名叫“安卓梅達”（Andromeda)的旋渦狀星河後，發現它是“食星族”。安卓梅達星河四周有一連串屬於M32和NGC205這兩個侏懦星係的小星星，被更大的安卓梅達星河逐漸吞噬了。
這一重要發現驗證了天文學家的假設——大星河是小星河互相碰撞後逐漸形成的，此過程到今天為止仍在進行。
安卓梅達食星現象
安卓梅達是我們銀河係的“老大姐”，離銀河係隻有220萬光年的距離，除了體積比銀河大一倍，兩者結構非常相似。
天文學家早就知道，我們自己的銀河係也是“食星族”，外圍滿布著小星係裏麵的星球被吞沒的水流狀痕跡，而且痕跡尤為明顯。
被吞噬的星球有如被蛇吞下肚的老鼠，留下—個塊狀，要經過好幾十億年，才會和吞噬者融為一體。
法國薩爾斯堡天文台的伊霸塔博士是這個研究小組的領導人。他說，銀河外圍有個塊狀的“月暈”，就是這樣來的，“當初我們觀察安卓梅達星河周遭的暈狀結構，就是想知道它們是不是也是這樣造成的。”
宇宙天體之間，也有弱肉強食的現象。銀河與安卓梅達兩姐妹，最終也將合並為一，時間在30億年之後。天文學家100年前就知道，這兩姐妹星河以每小時50萬千米的速度衝向對方。
大星河和侏儒星河碰撞，好比雞蛋碰石頭，銀河係和安卓梅達星河相撞，那可非同一般了。
【銀河係最古老的恒星】
一顆剛剛在銀河係發現的原始恒星可以為苦苦追問的天文學家提供線索，它的年齡約為132億年，幾乎與宇宙同齡，成為已知的最長壽的恒星。
“大爆炸”後宇宙經曆了什麼事情？一個國際研究小組利用世界上分辨率最高的歐洲南方天文台的VLT望遠鏡捕獲了這顆遙遠的恒星，並將其編號為HE1523—0901。從它的年齡上看，應該是誕生於銀河係的初始階段，那時銀河係最終的螺旋形狀還未形成，而年齡僅為46億年的太陽係更是遠未出現。