银河系怎样形成了？

By Paul Sutter

2022/12/10

我们的130亿岁老的星系已经经历了许多成长的痛苦------通常到损害它的更小邻居。

就像今天出现的银河系一样银河系充满尘埃的中心 。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)

银河系的确切起源被笼罩在秘密中。但天文学家相信我们的家园星系始于130多亿年前，而且比它现在是的大小远更小。它怎样增长如此多来到达它的现在的尺寸呢？为此，我们可能要感谢星系同类相食的纪元。

笼罩的开始

天文学家不确定到底第一批星系怎样形成的，因为宇宙的早期年龄是难以置信难来观察的。（像詹姆斯韦伯太空望远镜这样的天文台就是为研究那个纪元而设计的）。那就是说，科学家们确实有一些线索。

现代日子宇宙特征非常高密度的地方，比如星系以及非常低密度的地方比如星系之间的空无。但所有的观测都表明早期的宇宙是非常不同的：按照欧洲航天局，跨整个宇宙密度中几乎没有任何差异。

银河系可能的像任何其他星系一样------作为一个微小的比宇宙平均密度略高的物质块开始了生命。这一块几乎完全由不与光相互作用的物质形式的暗物质组成。因为这个小块有过比平均水平略高一些的密度，它有过一个与它的周围环境相比略更强的引力拉力。那个更大的吸引力使它能够吸引更多的暗物质进入这个块，这给了它更多的引力，吸引了甚至更多的暗物质继续着，按照天体物理学家茂亚麦蒂亚的银河系：我们星系的自传（The Milky Way: An Autobiography of Our Galaxy）（大中心出版社，2022年）。

但婴儿的银河系并不孤单。它被邻近的几个暗物质块包围。最终那些第一批暗物质团块生长的足够大来拉进正常物质，这聚集成致密的口袋并形成了第一批恒星。这些块至今仍在银河系内并围绕银河系并被称为球状星团。按照哈佛史密森天体物理中心，它们包含星系中最古老的恒星，其中一些几乎是130亿岁老。

两个螺旋星系相撞，引发恒星形成的一个爆发（红色）。天文学家怀疑银河系通过一系列像这样的合并到达它现在的大小。. (Image credit: NASA)

 一个暴力的年轻人

最初的暗物质块连同它们的恒星收集，最终大约在120亿年前合并了来形成原银河系。一旦合并发生，银河系站起来成为宇宙中一个独特的实体，与它的周围环境分开。它的大质量引力拉在了越来越多的暗物质和气体上，造成它迅速的生长。随它生长，大部分的气体团聚进中心。随气体坍塌它形成了一个薄的、快速旋转的圆盘。这个圆盘开始来迅速产生恒星。按照加州理工学院的天文学和天体物理学百科全书（California Institute of Technology's Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics），几十亿年后银河系体验了一段星系中从未被超过的快速恒星形成时期。

但合并并没有结束。用来自盖亚卫星的观测，天文学家已经识别了银河系中十几颗恒星的集合，它们似乎有点不同于它们的邻居。这些集合特征有年龄、元素成份和速度相似的恒星。

天文学家相信这些块代表数十亿年前落入银河系的更小星系的残留物。按照地球天空网站EarthSky.org，我们星系的强大引力撕裂开那些不幸的闯入者，蚕食它们并只留下小的残骸。

正如它今天出现的一样的银河系 。(Image credit: NASA)

现代星系

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银河系已经没有放弃它的同类相食方式：它目前正在撕裂它最近的卫星大、小麦哲伦星云。有趣的是在它的整个130亿年历史中，银河系并没有遭遇与一个类似质量的星系合并的痛苦。这些合并是灾难性的：碰撞引发如此多恒星的快速形成以至于没有足够的气体剩下来形成新一代。在一次重大的合并之后，星系往往变成“红色和死的”，这意味着它们只充满了小的、昏暗的、红色的恒星。

然而按照美国宇航局，银河系正在一个与它的最近的主要邻居仙女座星系碰撞的征途上。在大约40亿年内这两个星系将开始碰撞，而我们所知道的银河系将会消失。

https://www.livescience.com/how-did-the-milky-way-form