銀河系的邊緣有著遠古遺留下來的廢墟

我們在最大的尺度上觀察宇宙時就會發現它是一個由星系構成的巨大網路。星系——描繪出了宇宙的宏大結構。在這個宏觀角度，星系就像是點綴在宇宙高速公路網上的小點。而且和真正的城市一樣，星系也有豐富的個性和複雜多變的歷史。

每一個星系都有故事。有些雖小，但是成長很快。有些看上去靜謐安祥，但往事卻不堪回首。而且大部分大星系都像大城市一樣——是在古老的小星系廢墟上成長起來的。銀河系也和羅馬一樣，並非一日建成。遠古星系的遺老遺少們分布在銀河系黯淡的外圍——在那裡，光是如此散漫，以致於難以對它們深入研究。

直到過去十五年，我們才逐漸了解，幾乎所有大星系都鑲嵌在一個既複雜又巨大、由恆星構成的瀰漫光暈中。這些光暈的直徑可達數十萬光年，比我們通常在照片中看到的星系盤要寬好多倍。星系暈的外圍似乎是由遠古星系的遺留恆星構成的，這些遠古星系在很久以前就已經被摧毀。天文學家用了一個世紀的時間，才得以拼湊出這個事實。分布在這裡的恆星表面光度很低，因此在大多數天文照片中，幾乎看不到它們。我們可以對比下面兩張照片。它們呈現的是同一對星系。第一張照片呈現的是它們在望遠鏡中通常的樣子，第二張是在專門針對低亮度特徵的巡天觀測中拍攝的。很明顯，第二張照片拍到了許多看不見的東西。中央星系（NGC474）周圍包圍著許多由恆星構成的殼狀、流狀結構，它們是小星系被強大的引力撕碎後產生的特徵。

要檢測銀河系或其他相似星系的暈，我們只能對單個恆星作逐一鑒別。這相當艱巨，但是自從有了現代數字化巡天，便已不再是一個不可能完成的任務。我們知道，銀河系外圍是相當複雜的——那裡到處是從遠古遺留下來的恆星流和恆星團塊。有了能夠構建星系暈圖譜的技術，我們吃驚地發現，人類對銀河系暈的了解實際上在90年前就已經開始。起初的框架當然是不完整的，但卻是相當準確的。這是理性和科學方法的勝利，可以追溯到人們還在用恆星描畫宇宙結構的年代。

儘管很多研究受限於和太陽太近，天文學家在20世紀餘下的時間裡，還是對這些快速運動的星系暈恆星進行了更高精度的研究。銀河系的全貌開始展現。我們的太陽位於銀盤內，圍繞著銀心以接近圓形的軌跡運動。星系暈中恆星的軌道則是快速、跳躍和隨機的。所以它們可能會進入與星系相對較近的區域，但是大部分時間仍然離得很遠，遠在太陽軌道之外。儘管初始數據僅限於和太陽比較近的恆星，但是動力學參數仍然可以讓天文學家推斷出它們曾經離我們相當遙遠。根據第一手數據，天文學家推導出一個能夠自圓其說的星系暈模型，它看起來就像上面那樣，是一個光滑的，接近球形的結構，其內部分布的恆星一直會擴展到銀盤以外。我們今天依然可以在天文學入門教科書中經常看到這樣的圖片。

在天文學中有一個成長迅速的新研究領域——「星系考古學」。這門學科的目的是研究古老星系遺留下來的恆星，以及那些早已被摧毀的星系廢墟，希望藉此揭開宇宙首批星系的秘密。這種「周邊」研究和「深度」研究能夠互補——後者是通過遙望過去，來直接研究那些最早的星系。在很多方面，對我們所在星系的研究方式又回到了以前。

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