在晴朗、黑暗的夜晚，你總是能看到一條淡淡的光帶橫貫夜空。古代的先哲和科學(xué)家們?cè)缇妥⒁獾剿?，但是，直至十分晚近的時(shí)候，他們才開(kāi)始猜測(cè)它究竟為何物。有了望遠(yuǎn)鏡之后，人們才弄清楚，這條光帶——銀河系——原來(lái)是由許許多多肉眼無(wú)法看見(jiàn)的黯淡恒星聚集在一起而形成的。又過(guò)了一百多年，英國(guó)天文學(xué)家托馬斯·賴特提出，我們之所以看到這條光帶是因?yàn)樘?yáng)處在一個(gè)恒星盤（銀盤）中。
時(shí)至今日，我們已經(jīng)知道這條光帶是我們的宿主星系——銀河系的側(cè)影。經(jīng)過(guò)兩百年的研究，科學(xué)家獲得了很多有關(guān)銀河系的細(xì)節(jié)信息，尤其是它的尺寸。直到今天，天文學(xué)家還在與矛盾的證據(jù)斗智斗勇，并從中不斷獲得新發(fā)現(xiàn)。銀盤中塵埃云密布，遮擋了星光。受自身位置所限，科學(xué)家們別無(wú)選擇，只能透過(guò)銀盤去解密銀河系的結(jié)構(gòu)。這就好比身處一個(gè)被濃霧籠罩的城市，卻要從一個(gè)交叉路口去描繪城市的全貌一樣。
上世紀(jì)20年代，銀河系的真實(shí)大小——還有整個(gè)宇宙的大小——變得格外清晰。當(dāng)時(shí)，新一代大型望遠(yuǎn)鏡與攝影技術(shù)揭示出“旋渦星云”其實(shí)與銀河系一樣，都是星系——“島宇宙”（當(dāng)時(shí)的講法）。巡天觀測(cè)表明，絕大多數(shù)盤狀星系都有彎曲纏繞的旋臂——那里聚集著恒星、氣體和塵埃。天文學(xué)家假設(shè)銀河系也是一個(gè)旋渦星系。到了50年代，射電望遠(yuǎn)鏡通過(guò)跟蹤銀河系周圍的氣體云的運(yùn)動(dòng)情況，首次粗略地描繪出旋臂的樣子。
在過(guò)去二十年里，能夠穿透塵埃的紅外巡天觀測(cè)更加清晰地描繪出銀河系的整個(gè)面貌。這些觀測(cè)項(xiàng)目包括地面的兩微米全天巡天（Two Micron All-Sky Survey）與斯隆數(shù)字巡天（簡(jiǎn)稱SDSS），還有美國(guó)宇航局的兩個(gè)空間探測(cè)器——大視場(chǎng)紅外巡天探索者（簡(jiǎn)稱WISE）和斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡（Spitzer Space Telescope）。在它們的幫助下，天文學(xué)家能夠更好地定義銀河系的旋臂，統(tǒng)計(jì)星團(tuán)的數(shù)目，研究銀盤中被塵埃遮擋的區(qū)域里正在發(fā)生的現(xiàn)象，揭示出銀河系中心（銀心）的核球結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)形似橄欖球（球的尖部正對(duì)著我們）的巨大恒星云。正是這個(gè)發(fā)現(xiàn)改變了銀河系的形態(tài)分類，把它從旋渦星系重新歸類為棒旋星系。
現(xiàn)在，有好幾個(gè)雄心勃勃且互為補(bǔ)充的觀測(cè)項(xiàng)目力圖描繪銀河系的三維圖像。歐洲空間局的蓋亞（Gaia）探測(cè)器已于2013年升空，將以前所未有的高精度測(cè)量大約十億顆恒星的位置和速度信息。
不過(guò)，“蓋亞”主要工作在光學(xué)波段。也就是說(shuō)，它對(duì)銀盤的探測(cè)深度將會(huì)受到塵埃的限制。好在塵埃不影響射電觀測(cè)。一個(gè)名為甚長(zhǎng)基線天線陣（Very Long Baseline Array，簡(jiǎn)稱VLBA）的探測(cè)設(shè)備能夠以比“蓋亞”還高的精度測(cè)量一小部分天體的距離和速度。它把分布在夏威夷和美屬圣克羅伊島上的十面射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái)當(dāng)作一面望遠(yuǎn)鏡使用，因此獲得了迄今為止最高的分辨率。美國(guó)的貝塞爾（the Bar and Spiral Structure Legacy，簡(jiǎn)稱BESSEL）巡天與日本的VERA（VLBI Exploration of Radio Astrometry，簡(jiǎn)稱VERA）項(xiàng)目利用該技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)恒星形成區(qū)進(jìn)行定位和速度測(cè)量，以此追蹤銀河系的旋臂結(jié)構(gòu)。
繼續(xù)向外
跨過(guò)奧托云的外邊界——距離我們大約10萬(wàn)個(gè)天文單位或者1.6光年遠(yuǎn)，就是銀河系的地盤了。在這里，太陽(yáng)的引力已經(jīng)衰弱到與鄰近恒星的引力相差無(wú)幾，途經(jīng)此地的彗星可以徹底擺脫太陽(yáng)的束縛。如今，距離我們最近的恒星是4.22光年遠(yuǎn)處的比鄰星，但是，在過(guò)去或者未來(lái)，擔(dān)任這一角色的可能另有其“星”。
所有的恒星都圍繞銀心轉(zhuǎn)動(dòng)。與太陽(yáng)系行星的軌道相比，它們的軌道橢率更大、傾斜角也更大。目前，太陽(yáng)距離銀心2萬(wàn)7千2百光年（超過(guò)銀河系半徑的三分之一），距離銀盤盤面大約90光年。每次圍繞銀心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（需2億4千萬(wàn)年才能轉(zhuǎn)完一圈），太陽(yáng)的位置會(huì)在銀盤面上下浮動(dòng)。與太陽(yáng)相鄰的恒星，其運(yùn)動(dòng)軌跡與太陽(yáng)稍有不同，這意味著鄰近恒星的分布和構(gòu)成在逐漸地變化著。這些恒星常常與太陽(yáng)擦身而過(guò)，距離太陽(yáng)最近時(shí)，比目前的比鄰星還要近得多。
例如，2014年，德國(guó)波茨坦萊布尼茲天體物理研究所的天文學(xué)家Ralf-Dieter Scholz發(fā)現(xiàn)，WISE探測(cè)到的一顆暗淡的M型矮星離我們僅20光年遠(yuǎn)。我們從不知曉這個(gè)近鄰的存在。在美國(guó)紐約市羅切斯特大學(xué)，以Eric Mamajek為首的研究團(tuán)隊(duì)注意到“Scholz星”實(shí)際上是一個(gè)雙星系統(tǒng)。它的橫向視運(yùn)動(dòng)速度極小，卻正以極快的速度遠(yuǎn)離我們而去，說(shuō)明它可能剛剛與太陽(yáng)系擦身而過(guò)。
研究表明，這個(gè)雙星系統(tǒng)正好從奧托云中穿過(guò)，在7萬(wàn)年前飛行至5萬(wàn)2千個(gè)天文單位處，由此成為了已知從最近距離處飛掠太陽(yáng)系的恒星紀(jì)錄保持者。如果這次近距離“接觸”擾動(dòng)了某顆彗星的運(yùn)動(dòng)軌道，那顆彗星將需要2百萬(wàn)年時(shí)間才能飛到太陽(yáng)系行星的身邊。但是，這個(gè)雙星系統(tǒng)的質(zhì)量較低——只有太陽(yáng)質(zhì)量的六分之一，再考慮到其從奧托云中穿行走過(guò)的路徑，估計(jì)它很難對(duì)彗星產(chǎn)生較大的擾動(dòng)。
像Scholz星和比鄰星這樣的暗弱、低質(zhì)量M型矮星，實(shí)際上可算是銀河系恒星族群的典型代表了。銀河系大約有4千億顆恒星，其中絕大多數(shù)可能都是M型矮星。不過(guò)，由于它們能夠發(fā)出微弱的可見(jiàn)光，所以，在像WISE這樣的紅外波段巡天的幫助下，我們?nèi)匀豢梢哉业轿挥谔?yáng)系附近的矮星。對(duì)恒星來(lái)說(shuō)，質(zhì)量決定命運(yùn)。M型矮星也許不夠明亮，但其較低的質(zhì)量卻意味著它燃燒核能源的速度很慢。即便太陽(yáng)死后又過(guò)了幾十億年，它們依舊閃爍著熒熒輝光。
一些恒星甚至完全不發(fā)光。它們的核心從未進(jìn)行過(guò)真正的氫聚變反應(yīng)——恒星一生的能量之源。不過(guò)，它們?cè)谀晟贂r(shí)，可以通過(guò)氘（氫的同位素）聚變反應(yīng)獲得能量。這些被稱作褐矮星的恒星，其質(zhì)量只有太陽(yáng)質(zhì)量的1.2%至7%。Scholz星的伴星就屬此類。褐矮星的表面溫度只及太陽(yáng)表面溫度的十分之一，雖然勉強(qiáng)算得上是恒星，但其數(shù)目卻和真正的恒星相差無(wú)幾。在太陽(yáng)周圍16光年的范圍里，已知就有50多顆恒星和褐矮星，不過(guò)，其中僅有10顆肉眼可見(jiàn)。
星空也從另一方面扭曲了我們對(duì)銀河系恒星的印象。在夜空里100顆最明亮的恒星之中，有三分之一與我們相距不超過(guò)100光年。此中有夜空里最亮的恒星——天狼星（8.6光年遠(yuǎn)），還有南河三（11光年）、織女星和北落師門（都是25光年遠(yuǎn)）、北河二（52光年）、畢宿五（65光年）和軒轅十四（77光年）。但是，另外三分之一卻遠(yuǎn)在400光年之外，其中包括北極星（430光年）、心宿二（600光年）、參宿四（640光年）、參宿七（860光年），還有天津四（2600光年）。所有這些恒星不僅質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量7倍不止，還比太陽(yáng)明亮成千上萬(wàn)倍。正因如此，它們飛快地消耗著自身的氫燃料。在太陽(yáng)“熄火”前很久，它們就會(huì)在壯觀的超新星爆發(fā)中走向生命的終點(diǎn)。
從恒星到星團(tuán)
越往大質(zhì)量端走，恒星的數(shù)目就越少。這不僅僅是因?yàn)橘|(zhì)量最大的恒星，其壽命也很短。恒星往往脫胎于密度較高、溫度較低的分子云。大質(zhì)量恒星一旦形成，就會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的紫外輻射和能量強(qiáng)勁的星風(fēng)（外向物質(zhì)流），吹散孕育它的云團(tuán)，從而限制了其附近形成其它大質(zhì)量恒星的數(shù)目。在銀河系中，能夠發(fā)出超過(guò)太陽(yáng)能量一百萬(wàn)倍能量的恒星，也不過(guò)數(shù)十顆而已。其中排在首位的是沃爾夫·拉葉星25（WR 25）和船底座的海山二。它們皆是大質(zhì)量雙星系統(tǒng)，距離我們大約7千5百光年遠(yuǎn)，其光度分別是太陽(yáng)光度的630萬(wàn)倍和500萬(wàn)倍。除此之外，船底座星云中有8顆恒星，以及天鵝座OB星協(xié)中的7顆恒星，都是這樣的大質(zhì)量恒星。
船底座星云（NGC 3372）是銀河系內(nèi)最大的恒星“育兒所”。它距離我們7千5百光年。3百萬(wàn)年前，第一批新形成的恒星照亮了星云，使它煥發(fā)出勃勃生機(jī)?，F(xiàn)在，它已經(jīng)孕育 出9顆比太陽(yáng)明亮一百萬(wàn)倍的恒星。（圖片來(lái)源：NASA/ESA/N. SMITH(UCB)/THE HUBBLE HERITAGE TEAM(STScl/AURA)）
用大質(zhì)量恒星來(lái)測(cè)繪銀河系的旋臂很給力。因?yàn)榧词瓜喔暨b遠(yuǎn)，我們也能看見(jiàn)它們。而且在還未遠(yuǎn)離自己的出生地時(shí)，它們就已經(jīng)在爆炸中走完一生。爆炸照亮了正在消散的星云，激發(fā)了云團(tuán)里的分子，比如水分子和甲醇分子。在合適的條件下（恒星形成區(qū)常常符合這樣的條件），這些分子成為脈澤信號(hào)源——即微波波段的激光，其發(fā)出的光束能夠穿透遮擋星光的塵埃云。
大質(zhì)量恒星生也匆匆，死也匆匆，在超新星爆發(fā)中結(jié)束一生，留下類似上圖中蟹狀星云（M1）這樣的遺跡。這樣的恒星死亡事件產(chǎn)生的激波壓縮周圍的氣體，常常引起新一輪恒星形成。（圖片來(lái)源：NASA/ESA/J. HESTER AND A. LOLL(ASU)）
各種類型的恒星團(tuán)體也能夠幫助我們追蹤銀河系的結(jié)構(gòu)。OB星協(xié)是由十顆至幾百顆熾熱、年輕的O型與B型恒星組成的松散群體，展幅約幾百光年。離我們最近的星協(xié)是470光年遠(yuǎn)的天蝎-半人馬OB星協(xié)。著名的紅巨星心宿二就是該星協(xié)的成員。這個(gè)星協(xié)中的年老成員已經(jīng)有1千5百萬(wàn)歲了。在5百萬(wàn)年前，一次超新星爆發(fā)產(chǎn)生的激波促使附近的云團(tuán)開(kāi)始形成恒星。
相對(duì)來(lái)說(shuō)，疏散星團(tuán)——例如金牛座中的畢星團(tuán)和昴星團(tuán)（分別在150光年和440光年遠(yuǎn)）與巨蟹座的鬼宿星團(tuán)（約580光年遠(yuǎn)）——?jiǎng)t是比較緊密的恒星團(tuán)體，其成員是在同一個(gè)分子云中出生的。在寬度不超過(guò)50光年的范圍內(nèi)，星團(tuán)擁有的成員數(shù)目在幾十至幾百不等，而且星團(tuán)會(huì)在幾億年里逐漸解體。天文學(xué)家已經(jīng)在銀河系中找到了1200個(gè)疏散星團(tuán)，并為它們登記造冊(cè)，不過(guò)，銀河系內(nèi)的疏散星團(tuán)數(shù)目可能多達(dá)10萬(wàn)個(gè)。
金牛座的昴星團(tuán)（M45）距離我們440光年遠(yuǎn)。它是典型的疏散星團(tuán)，展幅為15光年，擁有大約500顆恒星成員。這些熠熠發(fā)光的天體將在未來(lái)幾億年里分散解體。（圖片來(lái)源：NASA/ESA AND AURA/CALTECH）
在像獵戶座星云和鷹狀星云（分別位于1350和7千光年遠(yuǎn)）這樣的地方，年輕恒星剛從其出生地——恒星形成云中冒出頭來(lái)，并把云團(tuán)照得紅彤彤的?？茖W(xué)家們目擊了不到200萬(wàn)歲的新生疏散星團(tuán)的形成過(guò)程。借助紅外輻射，我們可以探測(cè)到這些年輕星團(tuán)，甚至在其還未露面之前就能知曉它們的存在。2015年，在巴西南里奧格蘭德州聯(lián)邦大學(xué)，Denilso Camargo帶領(lǐng)的研究小組在分析了WISE的觀測(cè)數(shù)據(jù)后，報(bào)告說(shuō)他們發(fā)現(xiàn)了幾百個(gè)被塵埃遮蔽、并且仍深深隱藏在其宿主分子云中的星團(tuán)。
位于1千3百5十光年遠(yuǎn)處的獵戶座星云（M42）是距離我們最近的大型恒星形成區(qū)。太陽(yáng)可能就是在類似的云團(tuán)中形成的。這樣的云團(tuán)能夠形成1千至1萬(wàn)顆恒 星。（圖片來(lái)源：NASA/ESA/M. ROBBERTO (STScl/ESA)/THE HST ORION TREASURY PROJECT TEAM）
OB星協(xié)、疏散星團(tuán)、以及潛伏著的星團(tuán)全部位于銀盤中。但是，球狀星團(tuán)卻是一個(gè)非常另類的星系示蹤物。它們實(shí)質(zhì)上是由恒星組成的巨大球體——在直徑不足300光年的球形區(qū)域里密密麻麻地聚集著數(shù)以萬(wàn)計(jì)、甚至上百萬(wàn)顆恒星。銀河系的球狀星團(tuán)數(shù)目不足200，卻全部都有100億年歷史了。球狀星團(tuán)圍繞銀心運(yùn)動(dòng)，但由于其軌道傾斜角非常大，它們可以運(yùn)動(dòng)到距離銀盤很高的地方去?？茖W(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)知道，銀河系曾經(jīng)從別處竊取過(guò)一些球狀星團(tuán)，這些留待后面再說(shuō)。
在半人馬座歐米伽球狀星團(tuán)核心處，兩百萬(wàn)顆恒星在熠熠發(fā)光，雖然這些恒星只占了星團(tuán)總質(zhì)量的20%。該星團(tuán)距離我們1萬(wàn)7千光年遠(yuǎn)，可能是一個(gè)被銀河系撕碎 的矮星系留下的核球。（圖片來(lái)源：NASA/ESA/THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STScl/AURA)）
銀河系的結(jié)構(gòu)
在20世紀(jì)早期，天文學(xué)家利用疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán)之間的差異去認(rèn)識(shí)銀河系的概貌。疏散星團(tuán)在一個(gè)盤狀區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，銀河系中幾乎全部的恒星和塵埃也聚集在那里。這個(gè)盤厚約1千光年，從銀心向外延伸至7萬(wàn)5千光年遠(yuǎn)。太陽(yáng)系與銀心之間的距離超過(guò)了盤半徑的三分之一。
在盤中心，有一個(gè)大小約1萬(wàn)2千光年左右、形似橄欖球的區(qū)域——銀河系的橢球，那里聚集著年老的恒星。雖然我們對(duì)銀河系橢球的具體尺寸、形狀和視角還不十分清楚，不過(guò)，我們的視角大致是從它的尖端看過(guò)去。直到最近，天文學(xué)家才把橢球視為“年老恒星活動(dòng)中心”。大約100億年前，銀河系通過(guò)吞并小星系來(lái)增長(zhǎng)質(zhì)量。這些恒星就是在那個(gè)過(guò)程中快速生成的。高出銀盤的核球部分確實(shí)以年老恒星為主。但是，最近也有研究表明，位于盤內(nèi)的核球部分，其恒星的年齡差異較大——從30億年至120億年不等。此外，還有各種證據(jù)指出，銀盤在演化中產(chǎn)生的自然擾動(dòng)催生了核球的大多數(shù)恒星。
銀河系的錨點(diǎn)——一個(gè)400萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞就隱匿在核球的中心。所有物質(zhì)都圍繞著它旋轉(zhuǎn)。對(duì)銀心的定期監(jiān)測(cè)顯示，這個(gè)黑洞經(jīng)常發(fā)出X射線耀斑——這是物質(zhì)葬身黑洞的信號(hào)。不過(guò)，與我們所知的大質(zhì)量黑洞的所作所為相比，這還算不上什么。有證據(jù)表明，銀河系的黑洞在過(guò)去更活躍。2010年，從美國(guó)宇航局的費(fèi)米伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡傳回的數(shù)據(jù)揭示從銀心吹出的一個(gè)展幅達(dá)2萬(wàn)5千光年的伽馬射線巨泡，這可能是發(fā)生在幾百萬(wàn)年前的一次猛烈爆發(fā)的確鑿證據(jù)。
在圖中那片明亮云團(tuán)中心處的亮點(diǎn)就是人馬座A——一個(gè)坐擁4百萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量的大黑洞。當(dāng)物質(zhì)旋轉(zhuǎn)落入它的饕餮大口，它就發(fā)出強(qiáng)烈的X射線閃耀。這個(gè)超大質(zhì)量黑 洞距離地球2萬(wàn)7千2百光年遠(yuǎn)，是銀河系的引力錨點(diǎn)。（圖片來(lái)源：NASA/CXC/UNIVERSITY OF WISCONSIN/Y. BAI, ET AL.)
我們對(duì)銀盤的具體結(jié)構(gòu)還知之甚少，比如旋臂的數(shù)目和位置。在紅外波段看到的、隱藏在星團(tuán)中的恒星，被年輕恒星照亮的星云，巨大的分子云、水脈澤和甲醇脈澤等等，近些年來(lái)，對(duì)這幾千個(gè)源的射電研究似乎告訴我們，銀河系有四條旋臂，從銀心向外盤旋而出。從銀心到太陽(yáng)的方向，依次是矩尺座外旋臂、盾牌-半人馬座旋臂、船底-人馬座旋臂。再往外是英仙座旋臂，繼續(xù)往外就是矩尺座外旋臂的外端了。
科學(xué)家認(rèn)為，銀河系有四條大旋臂，從中心的星棒盤旋而出。太陽(yáng)距離銀河系中心大約2萬(wàn)7千2百光年遠(yuǎn)。（圖片來(lái)源：NASA/JPL-CALTECH/R. HURT(SSC-CALTECH)）
長(zhǎng)期以來(lái)，天文學(xué)家一直認(rèn)為太陽(yáng)系位于臨近英仙座旋臂內(nèi)側(cè)的一處恒星活躍區(qū)內(nèi)。然而，“貝塞爾”巡天和VERA觀測(cè)項(xiàng)目取得的首批驚人發(fā)現(xiàn)其中之一，就是指出這個(gè)“活躍區(qū)”不容小覷，其與附近幾條大旋臂一樣有許多大質(zhì)量恒星形成。此刻，天文學(xué)家也拿不定主意，到底把我們所處的這個(gè)區(qū)域視為是英仙座旋臂的分支呢，還是獨(dú)立的一段旋臂。
不僅如此，星盤里還藏著更多的秘密。2015年，以北京國(guó)家天文臺(tái)徐巖為首的研究人員根據(jù)斯隆數(shù)字巡天的觀測(cè)數(shù)據(jù)，把銀盤的尺寸擴(kuò)大了原值的一半。以前的研究認(rèn)為，銀盤內(nèi)的恒星數(shù)目在距離銀心大約5萬(wàn)光年遠(yuǎn)處開(kāi)始下降，但是，斯隆數(shù)據(jù)卻在更遠(yuǎn)的1萬(wàn)光年處發(fā)現(xiàn)了一大圈恒星。該項(xiàng)新研究指出，之所以形成這樣的現(xiàn)象是因?yàn)殂y盤內(nèi)存在至少四波在盤面上下起伏的恒星。從太陽(yáng)系向銀盤外看去，銀盤先是在幾百光年范圍內(nèi)波動(dòng)，然后，從距離太陽(yáng)6千5百光年處開(kāi)始下降，再上升，接著又下降，一直延伸到至少5萬(wàn)光年遠(yuǎn)處。也許，還有更多的漣漪有待發(fā)現(xiàn)。
這些漣漪可能是圍繞銀河系運(yùn)動(dòng)的小星系們引起的。其中特別引人注目的一個(gè)就是人馬座矮球狀星系。它已經(jīng)來(lái)來(lái)回回穿過(guò)銀盤好幾次了，與此同時(shí)，自身也在慢慢解體成星流。就像往平靜的水面丟入一粒石子那樣，當(dāng)衛(wèi)星星系在銀盤中穿梭，其引力作用就會(huì)在盤中激起漣漪。計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬顯示，衛(wèi)星星系對(duì)星盤的引力拉扯有助于旋臂結(jié)構(gòu)的形成。有趣的是，新發(fā)現(xiàn)的那些漣漪也與銀河系旋臂的排布非常一致。
銀盤被一個(gè)球體——銀暈——包裹著，那里有球狀星團(tuán)、衛(wèi)星星系、還有被從衛(wèi)星星系中剝離出來(lái)的恒星。銀河系——實(shí)際上絕大多數(shù)星系——通過(guò)吞噬許多小星系來(lái)壯大自己。我們今天看到的星流與幾個(gè)小星系有脫不開(kāi)的關(guān)系。銀河系似乎還從人馬座矮球狀星系那里偷來(lái)幾個(gè)球狀星團(tuán)。個(gè)頭最大、最明亮的球狀星團(tuán)——距離我們1萬(wàn)7千光年遠(yuǎn)的半人馬座歐米伽球狀星團(tuán)，其恒星構(gòu)成就比其它球狀星團(tuán)要復(fù)雜得多?？茖W(xué)家們懷疑，它可能是很久以前，一個(gè)被銀河系撕碎的矮星系留下的核球。
盡管如此，銀河系的絕大部分物質(zhì)是看不見(jiàn)的。銀河系內(nèi)的恒星和其它物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)揭示了存在一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出可見(jiàn)結(jié)構(gòu)的引力場(chǎng)。研究顯示，銀河系身處在一個(gè)由看不見(jiàn)的物質(zhì)——暗物質(zhì)——構(gòu)成的、大致是球形的物質(zhì)暈中，暈的直徑達(dá)90萬(wàn)光年——比銀盤直徑大6倍。暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)總量的27%，在其引力作用下，普通物質(zhì)形成各種結(jié)構(gòu)，最終形成像銀河系這樣的星系。
目前，對(duì)銀河系的研究已經(jīng)取得了幾項(xiàng)重要的新發(fā)現(xiàn)，但還有不少未解之謎。在未來(lái)十年，天文學(xué)家將會(huì)不斷鞏固、強(qiáng)化這門研究，獲得精準(zhǔn)的銀河系三維結(jié)構(gòu)圖。這幅圖像能讓我們有史以來(lái)第一次，像觀察其它星系那樣，把銀河系當(dāng)作一個(gè)整體去研究——亞里士多德曾說(shuō)過(guò)：“整體大于部分之和”。
從遠(yuǎn)處看，銀河系是什么樣子的？據(jù)我們所知，它看上去應(yīng)該和棒旋星系UGC 12158差不多。這個(gè)星系的展幅約14萬(wàn)光年，距離我們有4億光年遠(yuǎn)。（圖片來(lái)源：ESA/HUBBLE AND NASA)
