《一路走来的宇宙 12》

绝大多数的星系内部都有一个超大质量黑洞。我们的银河系也不例外。因为我们自身处在银河系，也因为银河系里的气体和尘埃遮挡了可见光线，对银河系本身和它的核心的观测并不容易。人们首先判断人马座A*的巨大射电源就是银河系的中心。格兹和根泽尔分别利用大型红外线望远镜坚持观测人马座A*长达二十年，发现了一些恒星绕着一个空点快速地旋转。利用开普勒第三定律，格兹算出人马座A*引力吸引点的质量高达四百万太阳质量。它就应该是一个黑洞。如果按事件视界的史瓦西面定义，银河系中心黑洞的直经只是太阳的十七倍，大约八光秒。这和整个银河系十万光年的大小比起来实在是非常小。2022年五月，三个月前，事件视界射电望远镜合作组公布了银心人马座A*的黑洞照片。黑洞只是在中心的暗区。周边方圆五到十光年是银心的的活动区域，不断地提供黑洞物质。银心黑洞狂暴的活动期早已经结束。但不时地有恒星闯入禁区，产生高能辐射和物质喷射。最近的一次发生在三百五十万年前。

银河系开始形成于宇宙诞生后的两亿年。恒星产生的时候，星系也就开始产生了。银河系起源于一片超巨大的星云，慢慢地聚集成一个近球形的原星系云。其中有的相对高密度的气团形成了恒星和星团。原星系云保持有一定的角动量。气态物质在引力吸引作用下收缩且集结到旋转面，形成银盘。整个过程可能需要十亿年。然后，银盘的气态物质凝聚而形成恒星。银河系大概有二千至四千亿颗恒星，其中的百分之九十五集中在银盘区。

从银盘侧面看，银河系有一个近乎球形的恒星晕。其中古老的球状恒星星团绕着银心旋转。银盘伸展达十万光年，厚度只有一千光年。银河系中部有一个隆起的银核，里面聚集相对高密度的恒星。这些恒星和恒星晕里的星团一样古老。而银盘里的恒星相对年轻。所以又有人猜测银河系的形成是先有银核，然后才由吸引的气团物质形成银盘。

奥尔特是第一个证实太阳绕银心旋转的天文学家。他利用氢21厘米谱线的射电观测确定银河系的旋臂结构。银河系是旋涡星系，银盘就像一个转动的风轮。中央是一个短棒，两端接着两大几小的旋臂。太阳系处在小的猎户座旋臂的内侧，离银心两千七千光年。太阳系绕银心一周需要两亿五千万年。自从太阳诞生以来，它只绕了不到二十圈。现在我们对旋臂的形成还不够了解。最大的可能是当银盘旋动时，气团的速度并不均为。这就导致气态物质的挤聚和疏分。受挤压的区域产生出恒星，同时这些区域在旋转的情况下自然形成旋臂的样态。

在夏天晴朗的夜空里，银河系像一条星河。也有了牛郎织女的传说。地球自转轴的北极向银道面外侧倾斜。在北半球观看到的是猎户星座臂的一段。而在南半球能看到银河系里侧更多的星体。1520年年底，当麦哲伦的航船从南美洲南端的峡口出来，驶进太平洋，他惊叹于从未见过的银河系的壮丽景象。麦哲伦还找到两颗亮星，用它们的方位标定在南天空下陌生的水域里航行的方向。其实它们是两个相伴银河系的不规则星系，大麦哲伦星云和小麦哲伦星云，属于同一个星系群。离银河系最近的旋渦星系就是哈勃发现的仙女座星系。它内含一万亿颗恒星，比银河系更大，更美丽壮观。两个星系相距二百五十万光年，正在相向运行。估计在四十亿年后发生星系碰撞。那时，太阳已经年过花甲，却还健朗，将亲历这一场宇宙中史诗级的事件。如果计算机模拟正确的话，两个星系终将合并成一个大的椭圆星系。

--写于2022年8月30日（图片来自网络）