世界各地的科學課教室牆上，可能都會挂有我們自己銀河系的圖片。你也許聽說過銀河。但是你大概并不知道按實際比例，這些海報圖片比銀河系本身的主要組成部分要厚不少。

這張由美國宇航局（NASA）哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像展示了一個距地球4400萬光年橢圓星系中恒星的誕生。圖源：美國宇航局（NASA）和哈勃傳承計劃團隊（The hubble Heritage Team）

沒錯，就像一個煎雞蛋，銀河系由一個中心的核球和圍繞着它的稀薄的扁盤組成。當我們說“扁盤稀薄”的時候，指的是令人難以想象般的稀薄。正如物理學家、福布斯通訊記者Jillian Scudder指出，銀河系的“扁盤”的寬度有大約100,000光年，但是它的厚度卻隻有0.6光年，這意味着按比例來看，一張打印紙上的銀河系實際比這張打印紙要薄上30倍。

天文學家估計，在可觀測的宇宙範圍中存在着大約2000億個星系，但我們在科幻電影中看到的大多數星系都擁有銀河系一般的形狀，這其實是一個很典型的以自我為中心而産生偏見的例子。雖然不少星系的确猶如銀河系一樣，但是更多的是星系擁有不同的形狀和狀态。

在深入探讨之前，我們先簡單讨論一下所有星系的共通之處。星系是一個由引力維系的複雜系統；它由氣體、星際塵埃以及千百億顆恒星組成，這些恒星通常又有自己的行星和小行星帶。

盡管擁有衆多相似之處，但每一個星系也是獨一無二的。它們的形狀恰好就展現了它們的曆史。于是科學家通過形狀這一特征給星系分成了幾個大類。銀河系即是所謂的旋渦星系，它們看起來像是一個中間略微凸起的寬大扁平圓盤。

這種形狀是自轉速度、時間和引力的産物。為了更深入了解，我們聯系了天體物理學家、加利福尼亞大學-聖克魯茲分校教授、研究星系進化的權威專家——Raja GuhaThakurta博士。這可以算是一個充滿争議的研究領域。

GuhaThakurta表示，“這些星系形狀的具體形成原理其實還并未完全為我們所知，也沒有一個準确的定論”。但是大家都認同的是，大多數旋渦星系誕生于一團團旋轉的氣體和塵埃。而這些氣體和塵埃組成的星雲的自轉速度尤為重要，據 GuhaThakurta所言，快速自旋的雲團才更有可能成為旋渦星系。

引力會将這些旋轉的、不成形狀的星體聚攏成一個扁平的平面。經過一段時間，這些星雲就會在引力的作用和由于摩擦而失去能量的原因下而收縮。同時根據角動量守恒的定律，當一個旋轉的物體收縮時，它旋轉的速度更快。一個很簡單的現實例子：你其實在溜冰場裡就可以看到，經驗豐富的滑冰者知道收攏手臂可以使他們旋轉得更快。

所以，就像一塊阿三手中旋轉的飛餅一樣，一團團不可名狀的氣體和塵埃組成的星雲高速旋轉最終造就了一個個旋渦星系。與此同時，同樣的物理原理也影響着這些星系邊緣形成一條條“旋臂”。

“旋臂的類型基本上與自轉速度息息相關的”GuhaThakurta說道。快速旋轉的星系會擁有一條條又細、排列又緊密的旋臂。相對而言，旋轉較慢的星系獲得的是更長、間距更大的旋臂。為了理解其成因，GuhaThakurta建議我們可以做一些家庭小實驗。“想象你在攪拌咖啡，當你在非旋轉中心位置放一點奶油進去後，你會發現奶油會形成一個漩渦”，他說。然後用勺子繼續攪拌咖啡，當你的攪動速度越快，這個奶油漩渦的旋臂就會變得越細越密。

圖解：NGC 4302n星系（圖左）和NGC 4298星系（圖右）都是類銀河系旋渦星系的例子。它們在圖中展現出不同狀态是因為它們所處位置相對于我們的觀察角度各不相同。該圖像由哈勃太空望遠鏡于1990年4月24日拍攝。圖源：美國宇航局（NASA）和哈勃傳承計劃團隊（The hubble Heritage Team）

好了，是時候讓我們快速回顧一下了。到現在，我們已經讨論了漩渦星系的發展和它們的自轉速度是如何影響它們的旋臂的。但是那些之前提到的核球又是怎麼回事呢？在旋渦星系的中心，你會發現一堆十分古老的恒星正圍着一個中心點公轉，這就是核球。不同于在扁盤上平面、規則運動的恒星，組成核球的恒星們就像蜜蜂一樣圍着蜂巢亂竄。天文學家仍然在試圖理解這些核球是如何形成的。一些人猜測它們先于旋渦星系的其它部分形成，而另外一些人又覺得應該是反着來才對。

現在，想象一個隻有核球的星系，它沒有扁盤，看起來可能像一個巨型圓球或是一個巨大的橄榄球。而在核球内，所有的恒星圍繞着一個中心點向各個方向公轉。恭喜你，你剛剛腦補了一個橢圓星系。GuhaThakurta說橢圓星系是由兩個質量相當的旋渦星系并合而成。（當然他也補充說明，這不是形成橢圓星系的唯一方法。）

不巧，我們的銀河系很快也會經曆這麼一次并合。專家估計它将最終與鄰近的仙女座星系碰撞，最終會導緻兩個星系并合為一個新的橢圓星系。整個過程預計将于30億年後開始，最後結束于開始的40億年後。顯然，我們都無法親眼目睹這件事。不過科學家仍然給這個未來的橢圓星系取了名字：他們叫它“銀河仙女星系”（Milkomeda）。大家都喜歡這個很棒的組合詞，不是麼？

值得注意的是，有些星系既不是旋渦星系也不是橢圓星系，這些不規則的星系沒有核球，而且通常形态各異。再者，科學家已經觀測到了一些處于并合過程中的星系。也許有一天他們會成為一個十分規則的橢圓形，但是現在他們看起來隻是一團扭曲的、不成形狀的星體。當然據記載，也有一些龐大的旋渦星系将過于靠近的較小星系吞噬，受害者隻能被一步步的蠶食，就像被漢尼拔·萊克特就着蠶豆和紅酒吃了一樣。

圖解：哈勃太空望遠鏡于2007年觀測到的一次星系碰撞，主角是NGC 2207星系（圖左）和IC 2163星系（圖右）。科學家預測銀河系将與鄰近的仙女座星系于30億年後碰撞。圖源：美國宇航局（NASA）和哈勃傳承計劃團隊（The hubble Heritage Team）

“星系”（“galaxy”）這個詞來源于希臘語“gala”，意思是“牛奶”（“milk”），也就是“銀河系”（英語的銀河系“milky way”直譯為“牛奶之路”）。我們的銀河系擁有一條在夜晚清晰可見的璀璨銀河，對于古代天文學家而言，這條銀河看起來就像牛奶被灑了一路。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. MARK MANCINI- science- Alamo

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