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宇宙探秘之——银河系的故事宇宙探秘之——银河系的故事
老胡说科学
百家号12 2708:10银河系也许只是可观测宇宙中几万亿星系中的一个，但它作为我们的家园是独一无二的。我们的银河系由几千亿颗恒星、大约一万亿太阳质量的暗物质、一个超大质量的中心黑洞以及大量的气体和尘埃组成。我们既不是最大或最小的星系，也不是超大质量的星系群，也不是孤立存在的。
然而，真正让我们与众不同的是我们是如何进化的。一些星系成长得很快，耗尽了它们的“燃料”，当它们失去形成新恒星的能力时，就会变成“红色和死亡”。一些星系经历了重大的合并，当合并发生时，它们从螺旋状变为椭圆形。而其他的则经历了巨大的潮汐扰动。不过，银河系不是这样。
目前，像银河系这样的星系非常普遍。以下是它们通常显示的一些属性：
数千亿颗恒星，浓缩成煎饼状，周围环绕着光环状球状星团，包含向外辐射数万光年的螺旋臂，大量的气体和尘埃聚集在星系平面上，年轻的恒星形成区域是气体和尘埃最密集的地方。这样一个庞然大物对附近的一切都产生了巨大的引力。你可以从很远的地方认出这样一个星系，它散发出的星光是它的特征。但这种情况不可能永远持续下去。我们所知道的宇宙起源于138亿年前的大爆炸，星系不可能一直都是这样的。事实上，如果我们往回看的足够远，我们可以看到差异开始出现。
与今天的银河系相比较的星系数量众多，但与我们今天看到的星系相比，与银河系相似的年轻星系本质上更小、更蓝、更混乱、气体更丰富。对于所有星系中的第一个，这种效应达到了极限。在我们所见过的遥远的过去，星系遵循着这些规则。与我们今天看到的银河系和其他类似银河系的星系相比：
它更年轻。年轻恒星的增加证明了这一点，它更蓝。因为最蓝的星星死得最快，它更小。因为星系合并在一起，随着时间的推移会吸引更多的物质，更少的螺旋状。因为我们只能看到最活跃、最遥远、恒星形成的星系中最明亮的部分。换句话说，我们今天的银河系是138亿年宇宙演化的结果，大量的小型原星系合并在一起，吸引了更多的物质进入其中。在无数其他星系被我们自己的星系吞噬之后，我们仍然存在。
银河系如何形成的故事就像用乐高积木建造一个巨大的结构。只是，乐高积木并没有随着时间的推移而保持不变，而是在我们组装结构时积极地改变形式。这就像从组装100架不同的x翼乐高战斗机的所有部件开始，然后在完成之后再组装一艘歼星舰。
星系，不只是通过吸引其他星系并合并成更大的星系而成长。星系也在进化，这意味着它们:
旋转形成恒星,有漏斗状物质朝向中心，沿旋臂产生密度波，沿着宇宙细丝从星系外吸引额外的物质，并根据其他星系和落入其中的物质改变形状和方向。
虽然最终成长为银河系的最早的原始星系可能是在大爆炸后两亿五千万年后形成的，但宇宙的演化一直在持续。
第一阶段是形成最早的恒星和星团，这需要大约1亿年的时间，由大爆炸遗留下来的原始物质氢和氦形成。这些星团进化得很快，导致它们的恒星生命很快结束。当这些恒星死亡时，它们用重元素污染星际介质，然后产生了第二代恒星。到两亿年到三亿年过去的时候，星团彼此合并，形成了第一个星系。
然后宇宙网络开始形成。随着时间的推移，引力可以到达越来越远的距离，导致更大尺度的物质团块落入。当一个比早期星系还小的团簇落下来时，它会被潮汐撕裂，然后缓慢而缓慢地进入星系内部，在那里它可以随着时间的推移被简单地吸收。
这些小的合并是很常见的，任何高达整个星系质量三分之一的物体都属于这一类。任何内部结构，如旋臂、恒星形成区、或凸起都应该保持完整。同时，额外的气体和尘埃为新一代恒星提供了新的燃料。恒星的形成通常在合并事件中加剧。在最初的二三十亿年间，这个过程很普遍。
当大小相近的星系在宇宙中发生重大合并时，它们会从内部存在的氢气和氦气中形成新的恒星。这可能会导致恒星形成率的严重增加，就像我们在邻近的3000万光年之外的Henize 2 10星系中观察到的情况一样。这个星系很可能在合并后演化成一个巨大的椭圆x射线。但随着时间的推移和宇宙的膨胀，合并变得不那么常见，但更重要。星系聚集并聚集成许多不同大小的星系群，但偶尔也能形成大的星系团，其质量是我们所在星系群的数百倍甚至数千倍。这些密集的星系团是宇宙中最壮观的景象之一，但它们也相对罕见:大多数质量和大多数星系都是在像我们这样的小群体中发现的，而不是在我们宇宙中常见的大星系团中。当四五十亿年前过去了，很明显我们银河系永远不会成为一个巨大星团的一部分。
不过，重要的是我们要保持这些合并规模较小。如果我们经历一个大爆炸，两个大小相似的星系发生碰撞，它们会引发恒星形成的巨大爆发，耗尽所有可用的恒星形成气体，并“混合”星系中的物质。
这通常会导致一个巨大的椭圆星系的形成：这个星系一次形成大量的恒星，然后再也不会形成。对于大多数星系来说，这是星系演化的最后阶段，但它依赖于多个大星系相互碰撞。这一认识有助于解释为什么巨大的椭圆星系在大质量星系团中很常见，但在群聚或孤立的星系中则少见得多。
随着时间的推移，它需要大量的质量建立一个大的合并。只要一个星系足够大就有可能形成新恒星。
我们的银河系很可能是由一系列最初的星系演化而来，这些星系逐渐形成螺旋状，然后逐渐吞噬掉当地星系群中许多较小的星系。今天有卫星星系与我们合并，在我们的外围有几个星系，比如两个麦哲伦星云，可能在未来几亿年内被吞噬。
导致银河系形成的宇宙故事是最大的幸存故事之一。说到统治银河系，质量是压倒一切的因素。随着时间的推移，这个扁平的，像圆盘一样的形状开始结束。我们的旋臂变得更加明显。引力的相互作用导致我们沿着银河系的尾部形成了恒星。额外的气体流入中心。
随着星系的不断演化，它们也发展出我们可能认识到的特征。在物质最密集的区域形成一个中央凸起。气体和恒星的动力学使星系变成一个更薄的圆盘，向边缘扩散，半径增加而厚度减少。最后，由于重力不可避免，所有星系结合在一起最终会合并。银河系本身注定要在大约40亿年后与仙女座星系合并。
我们可能是由数百个甚至数千个更小的早期星系合并而成的。这些旋臂很可能是在相互作用下形成并被多次破坏的，但最终却从一个不断演化的星系的旋转、富含气体的特性中重新形成。恒星在内部以波的形式形成，通常是由微小的合并或引力相互作用触发的。这些恒星形成的波带来了超新星爆炸和重金属富集的增加。
这些持续不断的变化仍在发生，并将在数十亿年后得出结论，即当地星系的所有星系已经合并在一起。每个星系都有自己独特的宇宙故事，银河系就是一个典型的例子。虽然我们已经长大了，但我们仍在进化。
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