银河系的奥秘

科学发展到今天，你或许会认为我们所在的星系——银河系已经没有什么奥秘可言了，但你错了，因为从它致密的中心到它稀疏的外围，我们对银河系还有太多东西不了解。惊人的是，其中一些奥秘之所以产生，纯粹是因为它们就站在我们的宇宙家门口。例如，地球所在的位置使得我们在地面难以说清银河系的旋臂究竟在哪里，甚至就连银河系到底有多少条旋臂也不清楚。我们对于那些遥远星系的了解，反而比自己所在的星系多得多。

　　为了查明地球的真正形状，地理学家们曾奔赴全球进行调查。这样的重任目前已由轨道卫星来担当。人造卫星不仅揭示了我们在地面上根本看不见的地质结构和考古遗址，而且还把我们的视野延伸到了很宽很宽的范围。

　　银河系的反物质工厂

　　取100亿吨反物质和100亿吨物质，进行搅和。银河系每秒钟都在混合如此巨量的爆发性“鸡尾酒”，从而产生了银河系内部的一种温暖的伽马辐射光晕。在此过程中创造的每一个光子所携带的能量，都正好等于一个电子和它的反物质对应物——一个正电子的湮灭质量。但哪儿来这么多的正电子呢?
　　包括可见光、紫外线、红外线、X射线、无线电波以及其他能量的伽马射线在内，大多数的星系辐射主要来源于银河系的圆盘——明亮、短命的新恒星的诞生地。
　　但湮灭伽马射线主要来自于银河系那小得多的、鼓鼓的中心。这自然是一件怪事，科学家对此也有一些很奇怪的推测。例如，这些正电子可能是由衰变的暗物质或奇异的量子物质——Q球创造的，也可能是由微型黑洞或缠绕的宇宙弦喷出的。但也可能是我们熟悉的东西。银河系圆盘中的超新星爆发会产生放射性同位素，它们在衰变过程中会发射正电子。当它们从一颗伴星吸食材料大餐时，中子星和黑洞能制造反物质。这些天体中的一部分也住在银河系中心，但它们只能解释那里可见的伽马射线辐射量中的一部分。
　　如果银河系的磁场能把正电子从银盘(即银河系圆盘)推进到银河系中心(银心)的鼓起里，那么情况就不同了。这取决于磁场的基本形状。而通过观测来自于遥远源头的无线电波怎样被极化，科学家就能知道这个形状。这还取决于正电子能否在穿行数万光年后才被湮灭。实际情况是否如此则很难探明，因为它取决于磁场的小规模细节以及星系际气体，而现有的望远镜对它们都无能为力。
　　如果正电子真的能走这么远，那么另一种可能性就出现了。它们可能来自于很久以前在银河系中心黑洞(银心黑洞)发生的事件。因缺乏燃料，银心黑洞眼下很安静。
　　但在数百万年以前，它可能曾突然闪耀，输出超大量正电子。这些正电子由银心向外一路推进，从而创生一个球状的湮灭晕。当然，在得到更详尽的伽马射线辐射图之前，真相不可能大白。

　　银河系的模样

　　清朗之夜走到郊外，远离城市灯火，你会看见一道奶白色的星带横跨夜空，它就是我们所在的岛宇宙——银河系。我们住在银河系中，只要看穿恒星密集的银盘，我们也就看到了银河系。可是，如果从外面看，银河系又是什么模样呢?
　　最简洁的答案是：我们不知道。我们的望远镜揭开了其他星系的面纱，但自省却复杂得多。我们认为自己居住在一个螺旋星系中，宇宙中到处散落着这样的螺旋星系。然而，我们在银盘中的低视角意味着：别说搞清楚银河系旋臂是如何卷曲的，就连数清银河系有多少条旋臂都很难。
　　星系际尘埃帮不了忙：它们挡住了我们的视线，使我们只能看到几千光年远，让我们无法通过旋臂上的恒星来画出遥远旋臂的地图。于是，我们只好追踪氢原子云，它们会以一种大约为21厘米的典型波长发射无线电波。这种长波辐射能穿透尘埃，通过测量波长的改变(即多普勒频移)，科学家就能算出氢云向着我们而来或离开我们而去的速度。再把速度与星系不同部分应该有的旋转方式作比较，就能确定氢云的位置。

　　目前这方面已有的非成熟结果暗示，银河系很复杂也很乱，有着多条旋臂。不过，这种认识饱受争议。首先，科学家甚至对银河系的旋转方式都不很了解，而个体的氢云并不一定遵从平均运动模式，于是不同的模型就产生了不同的银河系地图。而当我们朝着或离开银心望去时，氢云相对于我们几乎完全是向着两侧运动，用多普勒频移是无法确定它们的距离的。科学家只能以旋臂的部分来拼接旋臂的整体，这显然有太多的主观性。

　　另一种同样有局限的绘图法，是运用悬浮在银河系内一部分区域周围的一氧化碳气体的无线电发射。自2008年以来，这种方法已经揭示了银河系结构的更多细节，包括看来是新旋臂的结节。更好的图标或许是星系际云，那里的水或甲醇分子充当激光，把微波辐射的窄窄谱线放大成明亮的点。这些“微波激射器”是如此集中，科学家能看见它们的位置怎样随着地球环绕太阳而移动，于是运用三角测量法算出了它们与地球之间的精确距离。虽然微波激射器对于绘制银河系地图来说远远不够，但它们可用于测试来自于其他方法的结果。也许，微波激射器测距最终能揭开银河系的真面目。

　　银河系里的五个怪物
　　麒麟座V838星　2002年2月，这颗此前未得到辨识、距离地球大约20000光年的恒星在短时间内达到太阳亮度的100万倍。次月，这一幕重现。4月再现。起初科学家以为它是一颗新星——从伴星那里抽取气体、直到在自己表面引发热核爆发的白矮星。然而，新星不会在连续爆发三次后安静下来。
　　那么，它会不会是难得一见的巨星临终闪耀呢?或者是两颗恒星相撞时发出的惊叫呢?再或者是一颗恒星接连吞噬了三颗巨行星?科学家能够确定的是，这轮三连爆的光线被附近的尘埃反射，并且以迅速变换的光壳包围了这颗恒星，让它成为名副其实的“宇宙佳丽”。
　　蓝色另类　银河系的球状星团是由红色、轻质和古老的恒星构成的球状星群，其中大多数恒星的年龄都超过100亿岁。然而，球状星团中的一些恒星却闪耀蓝白光，这暗示了某种炙热、年轻而明亮的东西。科学家现在认为，这些“蓝色另类”其实和它们的伙伴们同样古老，但又以某种方式重返青春。一些蓝色另类可能从一颗相邻恒星抽走气体，压缩它们自己中心的核引擎，使自己燃烧得更快、更热。另一些蓝色另类则可能是恒星合并(两颗较冷的红色恒星聚合成一颗炙热的蓝白恒星)的后代。