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一閃一閃亮晶晶，滿(mǎn)天并不都是小星星
星系：碰撞、類(lèi)型及其他
作者：Nola Taylor Redd
翻譯：王克義
校對：馬明陽(yáng)
如果你用望遠鏡凝視夜空，看到超出裸眼所及的范圍，你會(huì )發(fā)現許多“星星”，而它們卻是些冒牌貨。許多我們常常以為是獨立星體的光點(diǎn)其實(shí)是星系，是數百萬(wàn)到數十億顆恒星的集合。星系包含恒星、塵埃和暗物質(zhì)，它們都因引力而聚集在一起。下面我們來(lái)討論星系的形成、碰撞和其他關(guān)于這些所謂“宇宙島”的事情。
銀河系由照亮星際氣體和塵埃的巨大恒星旋臂組成。太陽(yáng)所在的一只旋臂叫做獵戶(hù)座旋臂。
Credit: NASA/Adler/U. Chicago/Wesleyan/JPL-Caltech
星系與黑洞
左圖是M83的可見(jiàn)光圖像。右圖是由錢(qián)德拉望遠鏡獲取的X射線(xiàn)數據（粉色）與來(lái)自哈勃太空望遠鏡的可見(jiàn)光數據（藍色和黃色）合成的圖像。ULX（超亮X射線(xiàn)源）位于接近合成圖底部處。
Credit: Left image - Optical: ESO/VLT; Close-up - X-ray: NASA/CXC/Curtin University/R. Soria et al., Optical: NASA/STScI/Middlebury College/F. Winkler et al.
星系有各種不同的形狀、大小和年齡。許多都有位于其中心的黑洞。某些情況下，星系中心黑洞極其巨大或者活躍，在它周?chē)a(chǎn)生出驚人的能量，以至于天文學(xué)家可以跨越遙遠的距離看到它們。圍繞黑洞的物質(zhì)可能被它的噴射流加速向外拋射。另一些星系可能包含類(lèi)星體之類(lèi)的天體，在它們的核心蘊藏著(zhù)宇宙間最豐富的能量。
天文學(xué)家還不能確定星系是如何形成的。大爆炸之后，空間幾乎完全由氫和氦構成。一些天文學(xué)家認為引力把塵埃和氣體拉在一起，形成獨立恒星，那些彼此吸引得更近的恒星集群最終成為了星系。另一些天文學(xué)家則認為，形成星系的物質(zhì)團先聚集在一起，然后才在其中產(chǎn)生了恒星。
宇宙島
在20世紀最初的十年，許多天文學(xué)家認為整個(gè)宇宙都在我們的銀河系之中。其他人則主張那些被認為是塵埃和氣體構成的螺旋形團塊是獨立的；哈羅·沙普利（Harlow Shapley）稱(chēng)它們?yōu)椤坝钪鎹u”（island universes）。直到1924年，埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）在一些這類(lèi)所謂的“星云”中辨認出多顆稱(chēng)為造父變星的特殊脈沖星，并意識到它們存在于銀河系的已知跨度之外，天文學(xué)家們由此認識到，它們實(shí)際上是距離遠遠超出我們所在星系的完全獨特的恒星集團。
哈勃在測量了到獨立星系的距離之后，繼續測定了它們的多普勒頻移（星系發(fā)出的光由于其移動(dòng)而延伸了多少）。他確定了銀河系周?chē)男窍刀荚谝泽@人的速度遠離。星系越遙遠，它們逃離得越快。因此，哈勃認定宇宙自身在膨脹。后來(lái)的天文學(xué)家確定這種膨脹還在加速。
星系的類(lèi)型
星系以形狀分類(lèi)。每種類(lèi)型有不同的特性和演化史。
在這張來(lái)自哈勃太空望遠鏡的圖像中可見(jiàn)棒旋星系NGC1073。
Credit: NASA & ESA
有些星系類(lèi)似銀河系，中心周?chē)行垡月菪隣钕蛲馍煺?。這一組在天文學(xué)家可見(jiàn)的星系中占多數。螺旋星系內的氣體和塵埃以每秒數百公里的速度圍繞中心旋轉，造就了它們的風(fēng)車(chē)形狀。
其中一些應被更準確地稱(chēng)為“棒旋星系”，在其中心有個(gè)棒狀結構，由輸送進(jìn)中心的塵埃和氣體形成。存在于所有螺旋星系中的塵埃和氣體為恒星形成提供燃料，所以螺旋星系至今仍在不斷形成恒星。
橢圓星系缺少它們光鮮的“表親”那樣的旋臂。它們的外觀(guān)可以非常圓，也可以相當的伸長(cháng)。橢圓星系比螺旋星系的塵埃少，所以恒星產(chǎn)生過(guò)程都已結束了。
它們之中的多數恒星比較老。雖然它們在可見(jiàn)星系中占比較小，但文學(xué)家認為宇宙中一大半的星系都是橢圓星系。
宇宙中剩下3%的星系被稱(chēng)為不規則星系。它們既不圓也沒(méi)有可夸耀的旋臂，它們的形狀不明確清晰。其他星系的引力經(jīng)常影響它們，使其拉伸或扭曲。與其他星系的碰撞或近距離擾動(dòng)也會(huì )改變它們的形狀。
當星系發(fā)生碰撞
星系不是孤立地在空間漂浮。它們聚集成群，稱(chēng)為星系團。有些星系團很大，包含上千個(gè)星系。其他則較小。銀河系包含在有50個(gè)星系的本星系團中。
偶爾，它們會(huì )彼此沖撞，恒星和塵埃融合在一起。這在許多星系的演化和成長(cháng)中是重要的一步。在星系碰撞中單獨恒星通常不會(huì )相沖撞，但塵埃和氣體的涌入大大加快了恒星形成的速度。銀河系注定會(huì )在約50億年后與仙女座大星系相撞。在20世紀最初十年，許多天文學(xué)家認為整個(gè)宇宙都在我們的銀河系中。
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封面圖片：ESA / Hubble & NASA
編排： 邱煜欣
責任編輯：解仁江
牧夫新媒體編輯部
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哈勃超深空場(chǎng)
圖片來(lái)源：Wikipedia
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