一閃一閃亮晶晶，滿天並不都是小星星

原標題：一閃一閃亮晶晶，滿天並不都是小星星

一閃一閃亮晶晶，滿天並不都是小星星

星系：碰撞、類型及其他

作者：Nola Taylor Redd

翻譯：王克義

校對：馬明陽

如果你用望遠鏡凝視夜空，看到超出裸眼所及的範圍，你會發現許多「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其實是星系，是數百萬到數十億顆恆星的集合。星系包含恆星、塵埃和暗物質，它們都因引力而聚集在一起。下面我們來討論星系的形成、碰撞和其他關於這些所謂「宇宙島」的事情。

銀河系由照亮星際氣體和塵埃的巨大恆星旋臂組成。太陽所在的一隻旋臂叫做獵戶座旋臂。

Credit: NASA/Adler/U. Chicago/Wesleyan/JPL-Caltech

星系與黑洞

左圖是M83的可見光圖像。右圖是由錢德拉望遠鏡獲取的X射線數據（粉色）與來自哈勃太空望遠鏡的可見光數據（藍色和黃色）合成的圖像。ULX（超亮X射線源）位於接近合成圖底部處。

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。許多都有位於其中心的黑洞。某些情況下，星系中心黑洞極其巨大或者活躍，在它周圍產生出驚人的能量，以至於天文學家可以跨越遙遠的距離看到它們。圍繞黑洞的物質可能被它的噴射流加速向外拋射。另一些星系可能包含類星體之類的天體，在它們的核心蘊藏著宇宙間最豐富的能量。

天文學家還不能確定星系是如何形成的。大爆炸之後，空間幾乎完全由氫和氦構成。一些天文學家認為引力把塵埃和氣體拉在一起，形成獨立恆星，那些彼此吸引得更近的恆星集群最終成為了星系。另一些天文學家則認為，形成星系的物質團先聚集在一起，然後才在其中產生了恆星。

宇宙島

在20世紀最初的十年，許多天文學家認為整個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）稱它們為「宇宙島」（island universes）。直到1924年，埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）在一些這類所謂的「星雲」中辨認出多顆稱為造父變星的特殊脈衝星，並意識到它們存在於銀河系的已知跨度之外，天文學家們由此認識到，它們實際上是距離遠遠超出我們所在星系的完全獨特的恆星集團。

哈勃在測量了到獨立星系的距離之後，繼續測定了它們的多普勒頻移（星系發出的光由於其移動而延伸了多少）。他確定了銀河系周圍的星系都在以驚人的速度遠離。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。後來的天文學家確定這種膨脹還在加速。

星系的類型

星系以形狀分類。每種類型有不同的特性和演化史。

在這張來自哈勃太空望遠鏡的圖像中可見棒旋星系NGC1073。

Credit: NASA & ESA

有些星系類似銀河系，中心周圍有旋臂以螺旋狀向外伸展。這一組在天文學家可見的星系中占多數。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，造就了它們的風車形狀。

其中一些應被更準確地稱為「棒旋星系」，在其中心有個棒狀結構，由輸送進中心的塵埃和氣體形成。存在於所有螺旋星系中的塵埃和氣體為恆星形成提供燃料，所以螺旋星系至今仍在不斷形成恆星。

橢圓星系缺少它們光鮮的「表親」那樣的旋臂。它們的外觀可以非常圓，也可以相當的伸長。橢圓星系比螺旋星系的塵埃少，所以恆星產生過程都已結束了。

它們之中的多數恆星比較老。雖然它們在可見星系中佔比較小，但文學家認為宇宙中一大半的星系都是橢圓星系。

宇宙中剩下3%的星系被稱為不規則星系。它們既不圓也沒有可誇耀的旋臂，它們的形狀不明確清晰。其他星系的引力經常影響它們，使其拉伸或扭曲。與其他星系的碰撞或近距離擾動也會改變它們的形狀。

當星系發生碰撞

星系不是孤立地在空間漂浮。它們聚集成群，稱為星系團。有些星系團很大，包含上千個星系。其他則較小。銀河系包含在有50個星系的本星系團中。

偶爾，它們會彼此衝撞，恆星和塵埃融合在一起。這在許多星系的演化和成長中是重要的一步。在星系碰撞中單獨恆星通常不會相衝撞，但塵埃和氣體的湧入大大加快了恆星形成的速度。銀河系註定會在約50億年後與仙女座大星系相撞。在20世紀最初十年，許多天文學家認為整個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

哈勃超深空場

圖片來源：Wikipedia

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