當(dāng)遙望星空時,橫貫天際、蔚為壯觀的銀河總能讓人們欣然神往,思緒萬千。仔細(xì)觀察的話,我們也能看出銀河實(shí)際上是由許許多多顆星星所組成的。在天文學(xué)中,我們把這種由千百億顆恒星以及分布在它們之間的星際氣體、宇宙塵埃等物質(zhì)構(gòu)成的,占據(jù)了成千上萬億光年空間距離的天體系統(tǒng)叫做“星系”。我們的太陽就是銀河系中普通的一顆恒星。
銀河并不是宇宙中唯一的星系:通過各種方法,人們已經(jīng)觀察到的星系已經(jīng)有好幾 萬個了!不過,由于距離太遙遠(yuǎn),它們看起來遠(yuǎn)不如銀河那么壯麗。借助望遠(yuǎn)鏡,它們看起來還只像朦朧的云霧。離咱們銀河系最近的星系——大麥哲倫星云和小麥哲倫星云,距離我們銀河系也有十幾萬光年。一般地,我們把除銀河以外的星系,統(tǒng)稱為“河外星系”。
星系在早期曾被歸到星云中,直到1924年,在準(zhǔn)確測定了仙女座星云(現(xiàn)應(yīng)嚴(yán)格稱為“仙女座河外星系”)的距離后,星系的存在才正式確立。
星系的形狀是多種多樣的。我們可以粗略地劃分出橢圓星系、透鏡星系、漩渦星系、棒旋星系和不規(guī)則星系等五種來。星系在太空中的分布也并不是均勻的,往往聚集成團(tuán)。少的三兩成群,多的則可能好幾百個聚在一起。人們又把這種集團(tuán)叫做“星系團(tuán)”。
星系和它內(nèi)部的恒星都在運(yùn)動中。我們都知道地球繞著太陽旋轉(zhuǎn),同時太陽也在繞銀河系的中心運(yùn)動,而同時銀河系作為一個整體,本身也在運(yùn)動著。在星系內(nèi)部,恒星運(yùn)動的方式有兩種:它一面繞著星系的核心旋轉(zhuǎn),與此同時還在一定的范圍內(nèi)隨機(jī)地運(yùn)動(科學(xué)家稱之為“彌散運(yùn)動”)。
星系的起源和演化,與宇宙誕生早期的演化密切相關(guān)。一般看法認(rèn)為:當(dāng)宇宙從猛烈的爆發(fā)中產(chǎn)生時,大量的物質(zhì)被拋射到空間中。形成宇宙中的“氣體云”。這些氣體云本身處在平衡之中,但是在某種作用下,平衡被打破了,物質(zhì)聚集在一起,質(zhì)量高達(dá)今天太陽質(zhì)量的上千億倍!這些物質(zhì)團(tuán)后來在運(yùn)動中分裂開,并最終形成無數(shù)顆恒星。這樣,原始的星系就形成了。一般認(rèn)為星系形成的時期在一百億年前左右。
而關(guān)于星系的演化,歷史上一度曾把星系形態(tài)的序列當(dāng)成演化的序列,即認(rèn)為星系從橢圓形開始,再逐漸發(fā)展成透鏡型、漩渦型、棒旋型,最后變成不規(guī)則型。這種觀點(diǎn)今天已基本上被推翻。目前的看法認(rèn)為這一過程與恒星形成的力學(xué)機(jī)理相關(guān),但也仍然停留在假說的階段。
位于銀河系之外,由幾十億至幾千億顆恒星以及星際氣體和塵埃物質(zhì)等組成的天體系統(tǒng),我們稱之為河外星系,簡稱為星系。目前,天文學(xué)上把銀河系和現(xiàn)在所能觀測到的河外星系,合起來叫做總星系。
河外星系本身也在運(yùn)動。它們的大小不一,直徑從幾千光年至幾十萬光年不等。星系的結(jié)構(gòu)和外觀是多種多樣的,星系的空間分布也是不均勻的。
星系也是成雙或成團(tuán)存在的。我們所在的銀河系和它周圍30多個星系組成一個集團(tuán),叫本星系團(tuán)。其中離銀河系最近的星系有大麥哲倫星系、小麥哲倫星系和仙女座星系等,它們都是我們銀河系的近鄰。目前已知的星系團(tuán)就有1萬多個。