银晕、星系、黑洞 我们对我们的星系知道多少？

 

来一场穿越时空的宇宙旅行吧！

仅仅数年能带来多大的改变啊。巴斯光年放弃了他“超越无限”的想法，开始专注于他自家的后院。（实际上，他主人安迪的前院正是玩具被偷之处。）

在同一段时间，天文学家们也在经历着相似的思想转变。

在为了寻找黑洞的答案而将视线远远投向黑暗深空之后，宇宙的大思想者回来了，即使不是回归地球，至少也回归了宇宙的后院。他们证实了在26000光年外，我们的家园银河系中央，有一个巨大的超级引力怪物。（1光年等于5.88兆英里，或等于9.46兆千米）

这项发现让研究者们艰难地探求着距离我们最近的黑洞。这也引申出了一个简单的问题：我们对于自己的星系，到底知道些什么？

虚拟旅行：第一站，银晕

当一个穿越星系际的旅行者从侧面接近银河系时，她首先遇到的应该是一个广袤但鲜有星族分布的银晕，只有几颗恒星和近170个星团，外加各种各样的气体云，这一切都不与星系其他部分同步旋转。

这个银晕另一个不太明显的地方在于，其中含有让人难以置信的暗物质量，这些物质人观测不到，但构成了银河系的大部分质量。

我们无畏的探索者将会发现，在银晕中的恒星大部分生成于古代——120亿年前甚至更老。它们虽然受到引力的束缚，但并不会以任何一种有条理的方式围绕银心旋转，在这样的情况下，银晕中的恒星以杂乱无章的方式运动着。

这些古老的恒星与星团，以及流动气体云，都在诉说着许多故事。例如，它们也许展现了星系自身的年龄。

图源：Bing

同时，它们也是星系吞噬的证据。研究者们相信，银河系花费无数世代自我塑造的这一过程中，在一定程度上也依靠吞噬比自己小的星系来进行塑造。星流和气体云正是这场星系间盛宴的残骸。

最近的证据也表明，一些矮星系正在被扯入银河系。圆形的银晕构建了星系最外端的边缘，可以说是新到星系的爱丽丝岛。（译者按：爱丽丝岛位于美国上纽约湾，被称为移民者进入美国的大门。）

“直接与间接的证据都毫无疑问地表明，进入银晕的卫星与碎片的堆积是一个持续性的过程，在银晕早期形成过程中就已经出现。”罗兰·布瑟（Roland Buser）在他的一篇《科学》期刊文章中写道。

进程持续发展

盛宴还在持续。大小麦哲伦云的前方与后方伸出气体流，这表明当它们穿过我们的星系时，正在被扯得扭曲变形。

预计在100亿年后，这两个星系将被裹挟进银河系。

另一个相邻的星系，人马矮星系，同样绕行银河系，被银河系的引力拉伸成了一个狭长而奇怪的形状。小小的人马矮星系，大小是我们星系的千分之一，距离其被银河系完全吞噬只有7.5亿年。

在下周的美国天文学会（American Astronomical Society）的会议上，科学家将会展示进一步的证据：作为可能是早期宇宙的残存物的小型星系，正在连续不断地与银河系融合，为新星的诞生提供燃料。

下一站：螺旋盘（spiral disk）

接下来，我们的旅行者将要遇到厚盘（thick disk）：一个有众多星族分布、由气体与恒星构成的较平的盘。就像一个飓风的外部区域，这个由物质组成的煎饼围绕星系中心缓缓旋转。

更进一步，参观者将会发现一个更平的恒星构成的圆盘，就像一个薄薄的煎饼坐落在一个厚一点的煎饼里。在这个薄盘（thin disk）里的恒星甚至要以更快的速度围绕星系中心旋转，因此这个内在的饼里要更加小而紧凑。如果我们的旅行者知道她所在的天球座标，她可能会在进入这个薄盘后很快遇到我们的太阳。

再进一步，还有另一个盘，被称为极端盘（extreme disk）。恒星和气体云甚至移动得要更快。这里的这些恒星要更年轻，年龄范围从10亿年到100亿年不等。

研究者们怀疑，星系诞生于一个简单的薄盘中，通过与更小的星系融合从而使自己都变得壮大，逐渐发展出坐落于现在银晕中的更加复杂的漩涡。这些区域没有一个是边缘完全清晰的，它们都是相互交错重合的。

接近中心，感受到更强大的引力，探险者会发现一个由恒星构成的“中央核球”（central bulge），这是充满未知谜团的我们星系的核心，它将数不胜数的恒星更紧密地束缚起来。

终于，黑洞

几乎可以肯定的是，我们的银河中心是一个超大质量黑洞，而不管我们的旅行者有多么英勇无畏，都想要离它远点。研究者们已经对吞噬质量的怪物人马座A*（Sagittarius A*）研究了25年，但最近才通过观测确认了它的存在——不过依旧是通过间接的方式。

“在过去的两年，科学家使超大黑洞的证据更站得住脚：黑洞吞噬了大量的气体和尘埃，其质量相当于200万个太阳。”艾利克•斯托斯塔德( Erik Stokstad )在一篇《科学》期刊文章中写道。

斯托斯塔德提到，尽管它很巨大，但我们的黑洞相比其他黑洞来说还是比较小，其他黑洞可能是太阳质量的数十亿倍。

黑洞的证据包括对中央核球的测量。在小小的中央核球区域，其中的恒星以难以置信的速度绕轨旋转，是地球绕太阳旋转速度的50倍。专家介绍，受引力影响，恒星快速而紧凑地旋转的轨道是可以计算的，而能与这一极小区域大小相称的，只能是黑洞。

但研究者们尚未解开关于黑洞的一系列谜团：黑洞是怎么运作的，被吸入的物质和质量都去了哪里。由于被中央核球模糊了视野，我们想要看清银河系的中心有一定难度。另外，很少的证据表明，可以看到从其他黑洞处流出的高能辐射。

黑洞是如何演变的

斯托斯塔德写道，在早前，一个巨大的气体云自己坍缩时，研究者就开始怀疑银河系存在黑洞了。它可能从很小开始发展，在数十亿年以气体云为食的过程中逐渐长大。

恒星会周期性地以一种戏剧性的方式被吸入并吞噬。一颗恒星将会被撕裂，其迸发出的短暂辐射闪光将比银河系全部亮度加起来都要闪耀。

我们真的能免于这个怪物的侵害吗？我们在很大程度上是安全的，斯托斯塔德写道。尽管黑洞极其巨大，但它的引力不足以将星系边缘的星星拉扯过去。

不过，我们对此知之甚少

仿佛科学家已经对星系有了足够的了解，但还需要考虑：恒星的运动告诉研究者们，他们对银河系95%的质量还是未知的。

被研究者成为暗物质的，大部分环绕在星系可见部分的广大区域中。它可能由无法被观测到的矮星构成，一些研究者推测，最初它可能以小的、基础的、我们尚无法理解的粒子状态存在。

通过理解暗物质的构成方式、其所扮演的角色，以及理解中心黑洞是如何运作的，研究者们就可以解开星系谜团的最后几个谜题了。

钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）在去年发射的一个望远镜，就是三个新的空间探测望远镜之一，将探查银河对于这一切的线索。最终，尘埃

尽管我们的家园星系通过逐个吞噬较小星系成长到当前的样子，但看起来我们也要经历被吞噬的感觉了。

罗伯特·伊里昂（Robert Irion）在《科学》期刊的一篇文章中解释道，现在，仙女星系（Andromeda galaxy）和银河系正在以超过310000英里（500000千米）每小时的速度冲向对方。

当二者之间250万光年的间隙合上时，它们的速度会变得更快。

伊里昂写道，“最初，星系的动量将让它们擦肩而过，但受到它们暗物质光环的引力吸引，它们注定走向相互重合的毁灭结局。”结局将很难看。仙女星系有两个银河系那么大，它将“使我们的星系扭曲到面目全非”。

伊里昂说，距离我们心爱的螺旋变成废墟一般的椭圆，还有10亿到30亿年。

同时，相撞的气体云将会形成新的太阳。而我们自己的太阳，同九个行星一起，可能被丢到近似虚无的地方，变得遥远而毫无生气，以致在地球上看不到满天繁星的夜空。

更糟的是，我们可能被扔到更内部的地方，如一个因周围恒星爆炸而全天白日的地方，那里的极强辐射可能使曾经宜居的世界变得不再适宜生存。

让以上两种情形对地球产生影响的前提是，我们的星球必须在星系融合发生时仍然存在。而这也是不确定的。

许多专家认为，到那时我们自己的太阳已经爆炸，早已将地球和地球上的生命全部化为尘埃。或者，正如其他理论推测，我们的太阳可能还有60亿年的寿命。

BY: Robert Roy Britt

FY: 法厄同

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处