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宇宙早期星系演化证据（第1页）

宇宙早期星系演化证据

一项关于形成早期宇宙的首批明亮星系的研究表明，大约在130亿年前，这些星系的数目发生了戏剧性的变化。美国加州大学天文学家理查德·伯文斯以及加斯·伊凌沃斯利用哈勃太空望远镜对宇宙“大爆炸”发生后9亿年间星系的形成情况进行了研究，并在《自然》杂志上介绍了他们的最新研究成果。

通过对太空中3块暗色斑块的观测，伯文斯和伊凌沃斯捕捉到了130亿年前原始星系中的恒星发出的光亮。在这么遥远的距离，只有最明亮的星系才能为人们观察到。伊凌沃斯教授表示，这是至今为止人类获得的最遥远的红外和光学信号，它们帮助人们观察到星系形成最早阶段的情况。

研究人员观察发现，“大爆炸”后的9亿年后存在数以百计的明亮星系，而在“大爆炸”后2亿年间只有1个。伊凌沃斯介绍说：“在‘大爆炸’后的7亿年间，并没有更大、更明亮的星系，但是在随后的2亿年中却出现了许多，因此在这个时期，肯定有许多小星系在发生合并。”

天文学家能够通过光线红移现象了解太空光线是何时发出的。伯文斯开发出的软件可以自动在哈勃太空望远镜获得的数据群中搜寻出来自高红移星系的数据。伯文斯如今在加州大学做博士后研究，是上述论文的第一作者。他表示，他们为宇宙结构形成提供了一种量化的测量方法，因此可以了解随着时间的变化，小星系转变成大星系的速度。

据悉，研究人员观察到的星系比现在我们所在的银河系和附近其他巨型星系要小许多。倘若银河系是位年长者，那么观察到的星系则是姗姗学步的孩子或学龄前儿童。尽管研究人员此项研究中没有观察到小星系，然而，威尔金森微波各项异性探测器不久前准确探测到了它们的存在。

关于宇宙星系数十亿年来的形成演变理论，后来又出现了一个全新说法。据以色列希伯来大学的宇宙学家研究得出，星系实际上是由大量的低温气流相互碰撞融合而成的，这一观点与此前学界的主流观点大相径庭。

9．银河系银河系是地球和太阳所属的星系。由于其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系约有2000多亿个恒星。银河系侧看就如同一个中心略鼓的大圆盘，整个圆盘的直径约为10万光年，太阳位于据银河中心2。3万光年处。鼓起处叫做银心，是恒心密集区，所以望去白茫茫的一片。银河系俯视像一个巨大的漩涡，这个漩涡有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂（猎户座臂），逆时针旋转（太阳绕银心旋转一周大概需要2。5亿年）。

银河系是太阳系所在的恒星系统，其中包括1200亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的总质量大约是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状如同铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫做“银核”，四周叫做“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，通常称之为“银晕”，直径为7万光年：

银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即包括一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，由于距银心的远近而不同。太阳距银心约2。3万光年，以250千米／秒的速度绕银心运转，其运转的周期约为2。5亿年。

银河系物质约90%集中在恒星内，恒星的种类繁多。根据恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征，恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族I恒星通常分布在银盘里的旋臂上；最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。恒星常聚集成团，除了许多的双星外，银河系里已经发现了1000多个星团。而且银河系里还有气体和尘埃，其含量大约占银河系总质量的10%，气体和尘埃的分布不均匀，有的聚集为星云，还有的一些则散布在星际空间。

20世纪60年代以来，发现了大量的星际分子，比如说一氧化碳、水等。分子云是恒星形成的主要场所。银河系核心部分，也就是银心或银核，是一个很特别的地方。它发出很强的射电、红外，X射线和γ射线辐射。其性质现在还不清楚，那里可能有一个巨型黑洞，据估计其质量可能达到太阳质量的250万倍。对于银河系的起源和演化，我们知之尚少。

银盘外面范围更大，近于球状分布的系统，称之为银晕，其中的物质密度比银盘的低得多。同时银晕外面还有物质密度更低的部分，称银冕，也大致呈球形。银盘直径大约25千秒差距，厚l～2秒差距，并且自中心向边缘逐渐变薄，太阳位于银盘内，离银心大约8。5千秒差距，在银道面以北约8秒差距处。

银盘内有旋臂，这是气体、尘埃以及年轻恒星集中地地方。银盘主要由星族I天体组成，比如说G~K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴RR变星、长周期变星、半规则变星等？核球是银河系中心恒星密集的区域，近似于球形，直径约4千秒差距，结构十分复杂。核球主要由星族Ⅱ天体组成，也包括少量星族I天体。核球的中心部分是银核。它发出非常强的射电、红外、X射线和γ射线。其性质尚不清楚，也许包含了一个黑洞。

银晕主要由晕星族天体，如亚矮星、贫金属星、球状星团等组成，并无年轻的O、B型星，有少量气体。银晕中物质密度远远低于银盘。银晕长轴直径约30千秒差距，年龄大约1010年，其质量还不是十分清楚。在银晕的恒星分布区以外的银冕是一个大致呈球形的射电辐射区，现在对其性质了解得甚少。

银盘是银河系的主要组成部分，在银河系中可探测到的物质中，大约有九成都在银盘范围以内。银盘外形如薄透镜，以轴对称形式分布于银心周围，而且其中心厚度约1万光年，但是这是微微凸起的核球的厚度，银盘本身的厚度只有2000光年，直径近10万光年，可见总体上说银盘十分薄。

星系的中心凸出部分，是一个非常亮的球状，直径约为两万光年，厚一万光年，这个区域由高密度的恒星组成，主要是年龄大约在100亿年以上老年的红色恒星，不少证据表明，在中心区域存在着一个十分巨大的黑洞，星系核的活动极其剧烈。银河系的中心，即银河系的自转轴与银道面的交点。

银心位于人马座方向，1950年历元坐标为：赤经174229，赤纬-28。5918。银心除了作为一个几何点外，它的另一个含义主要是指银河系的中心区域。太阳距银心约10千秒差距，位于银道面以北约8秒差距。银心与太阳系之间往往充斥着大量的星际尘埃，所以在北半球用光学望远镜无法在可见光波段看到银心。

银河晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内，银晕直径大约为98000光年，这里的恒星的密度非常低，分布着一些由老年恒星组成的球状星团。有人认为，在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，叫做银冕，银冕至少延伸到距银心100千秒差距或32万光年远。