第18章 按形状归类的星系

如果用数据说话，本届宇宙的状态是这样的：

奇点球爆炸后的第一秒钟，大量质子、中子和电子从母球中凝聚而成、喷涌而出。100秒后，质子和中子开始结合成氦原子核。两分钟之内，构成自然界的所有原子的成分就都产生出来了。再经过三十万年，宇宙就已冷却到氢原子核和氦原子核足以俘获电子而形成原子了。这些原子在引力作用下缓慢地聚集成巨大的纤维状云。不久，星系就在其中形成了。十亿年后，氢云和氦云开始在引力作用下集结成团。随着云团的成长，初生的星系即原星系开始形成。这时的宇宙较小，各个原星系之间靠得比较近，因此相互作用很强。于是，在较稀薄的大片云团中凝聚出一些较小的云，而其余部分则被邻近的云所吞并。同时，原星系由于氢和氦的不断落入而逐渐增大。

原星系的质量变得越大，吸引的气体也就越多。一个个云团各自的运动加上他们之间的相互作用，最终使得原星系开始缓慢自转。这些云团在引力的作用下进一步坍缩，一些自转较快的云团形成了盘状，其余的大致成为椭球形。这些原始的星系在获得了足够的物质后，便在其中开始形成恒星。

人类把这种由千百亿颗恒星以及分布在他们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千上百亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。太阳就是银河系中普通的，也是最有代表性的一颗恒星。

星系成群地聚集在一起，就像地球上海洋中的群岛一样镶嵌在宇宙空间浩瀚的气体云中，这样的星系团和星系际气体伸展成纤维状的结构，长度可达数亿光年。如此大尺度的星系的群集在广阔的空间呈现为球形。

绝大多数星系有着相近的形状，人类将他们归纳为四种类型：有着椭圆形状明亮外观的普通星系叫椭圆星系；有棒状结构贯穿星系核的旋涡星系及螺旋星系叫棒旋星系；圆盘形状加上弯曲旋涡臂的星系叫旋涡星系；受到邻近其他星系影响的过渡星系，以及其他缺乏有条理结构的小星系叫不规则星系。另外，还有一些类星系。

典型的星系，从只有数千万颗恒星的矮星系，到有上兆颗恒星的椭圆星系都有，他们都环绕着一个质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。

在可观测宇宙中，星系总数达到一千亿个以上。星系际空间充满了极稀薄的等离子，平均密度小于每立方米一个原子。多数的星系会组织成更大的集团，成为星系群或团，而星系群又会聚集成更大的超星系团。这些更大的集团通常被称为大尺度纤维结构，分布于宇宙中巨大的空洞周围。

星系大小差异很大。椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间；旋涡星系直径在1.6万光年到16万光年之间；不规则星系直径大约在6500光年到2.9万光年之间。

星系的质量一般在太阳质量的100万到1兆倍之间。

星系内部的恒星在运动，而星系本身也在自转，整个星系也在空间运动。通常人们认为，星系的自转，顺时针方向和逆时针方向的比率是相同的。但是根据观察结果，却是逆时针旋转的星系更多一些。

大多数星系具有红移现象，说明这些星系在空间视线方向上相互之间的距离越来越远，这正是奇点母球赐予的推力惯性所致。