星系怎样形成的
在晴朗无月的夜晚里抬头遥望,你会看见无空中有一条乳白色的带子, 这就是人们通常所说的银河。当然,它并不是真正的河,而是由 1000 多亿颗恒星组成的天体系统,在天文学上叫银河系。
在整个银河系中,太阳实在是太微不足道了,它只是银河系中一颗普通的恒星。而在整个宇宙中,银河系又显得太微不足道了。像银河系这样的星系,迄今为止人类已发现了约
1210 亿个,其中离我们最远的距离达 100 多亿光年。
作为恒星的巨大集群,每个星系所包含的恒星数目各不相同。有的是几十亿颗,有的是上千亿颗,星系的形态也是千差万别。早在 1926 年,美国大文学家哈勃就提出,星系可以分成三大类。第一类是不规则星系,数量较少, 外形没有什么规律。第二类是椭圆星系,约占星系总数的 60%,其中直径最大的可达 50 万光年,是银河系的好几倍,最小的直径只有 3000 光年。第三类是旋涡星系,约占星系总数的 30%,它通常有一个比较明亮的椭圆状的中央核区,从核区内向外伸出两条盘旋着的旋臂。当它们正面对着我们时,可以清楚地观测到其中的旋涡结构;如果以侧面对着地球,看上去就很像是一个扁扁的铁饼了。
对于星系人类已经做过了大量的研究和观测,但对于星系是怎样形成的这个问题,至今却很难做出准确的回答。一般认为,星系是由原星系演化而来的,原星系又是由宇宙中星系的前身物质形成的,那么这些前身物质又是从哪里来的呢?天文学家提出了一些推测,但却始终无法做出定论。
一种观点认为,星系的前身物质可能是宇宙膨胀后的弥漫物质。在引力作用下,这些弥漫物质收缩并凝聚起来。如果凝聚的区域在星系团或超星系团尺度,那么其中就有可能出现许多凝聚中心。随着密度增大,星系团尺度的物质就碎裂成星系。如果凝聚区域在星团尺度,就有可能先形成星团,再聚集成星系。在弥漫物质收缩凝聚过程中,第一代恒星就随之形成了。
这种观点似乎很容易理解,但根据有关计算结果,单靠自
13 身引力作用,弥漫物质无法聚集成星系那么大质量的天体。于是有人认为,星系的核心是黑洞,是它以强大的引力把弥漫物质吸引到周围形成星系。也有人认为,宇宙处于辐射时代时,由于辐射很强,会引起等离子的湍流。当宇宙进入物质时代后,大大小小的涡流相互碰撞、混合,产生了很大的冲
击力,使物质成团成块,逐渐演化成星系。
另一种观点认为,星系的前身物质可能是宇宙早期的超密物质,在宇宙大爆炸的过程中,可能有一些物质延迟爆炸,称为延迟核。延迟核又称白洞,
它与黑洞正好相反,不是把一切物质都吸引进去,而是把其中的物质全都抛出来。当延迟核开始爆炸时,它的密度要比周围的物质密度大得多,抛射出来的物质就形成了星系。