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我们生活的星球是什么样的，太阳为什么那么耀眼，为什么我们不能上太阳上居住，还有银河系到底有多大，我们人类将何去何从？太多太多的疑问需要我们去了解，去探索。本书从这千万个疑问中，精心挑选出300个当今学生最关心的、最需要掌握的天文问题，合理分章，编辑成册，希望能给广大青少年朋友以帮助，帮助他们了解这广袤无垠的宇宙。
《全世界学生爱问的300个天文问题》共分5部分，分别是浩渺无垠的宇宙、银河系和河外星系、太阳大家庭、探天仪器和探天活动、有趣的天文知识，并分门别类地加以介绍。本书的内容力求浅显易懂，注重普遍性，既注意介绍基础知识，又注重反映最新的科技发展成果和应用。全书文字表述生动活泼，串文插图力求造型准确、细腻逼真，以满足学生们的阅读心理。
我们形容一个人知识渊博，常常说他“上知天文，下知地理”，这里所说的“上知天文”即指对天文知识的掌握。
我们生活在自然界中，昼夜交替，四季循环，首先接触到的就是天文现象。明亮的太阳，皎洁的月亮，闪烁的繁星，壮观的天象，……这些都向我们提出这样那样的疑问：我们生活的星球是什么样的，太阳为什么那么耀眼，为什么我们不能上太阳上居住，月亮上有没有水，土星为什么有道美丽异常的光环，而别的星球没有，还有银河系到底有多大，宇宙里究竟有多少个这么大的银河系，宇宙飞船能不能飞出银河系，我们的宇宙的将来会变成什么样，我们人类将何去何从？太多太多的疑问需要我们去了解，去探索。
不可否认，我们人类虽然很早以前就对我们所处的世界发出这样那样的疑问，也曾努力进行了不懈的探索，取得了一定的成绩，望远镜的问世使我们的视野更开阔，月球的成功登陆圆了我们人类“嫦娥奔月”的千年梦想，宇宙飞船的巡天之旅更是让我们对我们的家园有了更深刻更全面的认识，但天外有天，我们对这浩渺的宇宙知道得还是太少太少。
本书从这千万个疑问中，精心挑选出300个当今学生最关心的、最需要掌握的天文问题，采取一问一答的形式，合理分章，编辑成册，希望能给广大青少年朋友以帮助，帮助他们了解这广袤无垠的宇宙。本书的内容力求浅显易懂，注重普遍性，既注意介绍基础知识，又注重反映最新的科技发展成果和应用。全书文字表述生动活泼，串文插图力求造型准确、细腻逼真，以满足学生们的阅读心理。
本书共分5部分，分别是浩渺无垠的宇宙、银河系和河外星系、太阳大家庭、探天仪器和探天活动、有趣的天文知识，并分门别类地加以介绍。由于时间仓促和资料有限，再加上视野所限，书中定会有些许不足之处，在此敬请读者给以理解；对于书中不对不妥之处，也请读者给以批评和指正。
大爆炸宇宙论是现代宇宙学中最著名、影响也最大的一种学说。
大爆炸宇宙论把宇宙200亿年的演化过程分为3个阶段。第一个阶段是宇宙的极早期。那时爆发刚刚开始不久，宇宙处于一种极高温、高密的状态，温度高达100亿℃以上。在这种条件下，不要说没有生命存在，就连地球、月亮、太阳以及所有天体也都不存在，甚至没有任何化学元素存在。宇宙间只有中子、质子、电子、光子、中微子等一些基本粒子形态的物质。宇宙处在这个阶段的时间特别短，短到以秒来计。
随着整个宇宙体系不断膨胀，温度很快下降。当温度降到10亿℃左右时，宇宙就进入了第二个阶段，化学元素就是这个时候开始形成的。在这一阶段，温度进一步下降到100万℃，这时，早期形成化学元素的过程就结束了。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核，光辐射依然很强，也依然没有星体存在。第二阶段大约经历了数千年。
浩渺的宇宙
当温度降到几千摄氏度时，进入第三个阶段。200亿年来的宇宙史以这个阶段的时间最长，至今我们仍生活在这一阶段中。由于温度的降低，辐射也逐步减弱。宇宙间充满了气态物质，这些气体逐渐凝聚成星云，再进一步形成各种各样的恒星系统，成为我们今天所看到的五彩缤纷的星空世界。
我们居住的地球是太阳系的一颗大行星。太阳系一共有8颗大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。除了大行星以外，还有60多颗卫星、为数众多的小行星、难以计数的彗星和流星体等。它们都离我们地球较近，是人们了解得较多的天体。那么，除了这些以外，茫茫宇宙空间还有一些什么呢?
夜晚，我们用肉眼可以看到许多闪闪发光的星星，它们绝大多数是恒星，恒星就是像太阳一样本身能发光的星球。我们银河系就有1000多亿颗恒星。
在恒星世界中还有一些亮度会发生变化的星——变星。它们有的变化很有规律，有的没有什么规律。现在已发现了2万多颗变星。有时候，天空中会突然出现一颗很亮的星，在两三天内，会突然变亮几万倍甚至几百万倍，我们称它们为新星。还有一种亮度增加得更厉害的恒星，会突然变亮几千万倍甚至几亿倍，这就是超新星。
除了恒星之外，还有一种云雾似的天体，称为星云。这种星云由极其稀薄的气体和尘埃组成，形状很不规则，我们称它们为银河星云，如有名的猎户座星云。极大部分星云，实际上并不是云，它们是一些同我们银河系一样的星系，只因为离我们太远了，所以看上去像云雾般的形状，我们称它们为河外星系。现在已发现1000亿个以上的星系，著名的仙女座星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。更多的星系聚集在一起，则构成了星系团。20世纪60年代以来，天文学家还找到一种在银河系之外的像恒星一样的天体，但它的光度和质量又与星系一样，我们叫它类星体，现在也已发现了数千个这种天体。
在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里，还有些什么呢?是绝对的真空吗?当然不是。那里充满着非常稀薄的星际气体、星际尘埃、宇宙线和极其微弱的星际磁场。随着科学技术的发展，人们必定可以发现越来越多的新天体。
我们的宇宙实在已经够大，远远超出我们的想象。但如果我们把宇宙定义成物理上可以理解的时间和空间的总和，它却并非无限大。天文观测表明，星系和星系之间都在彼此远离，而且距离越远，分离速度越快。这一现象，很像我们用力吹一个表面带花点的气球，气球越吹越大时，上面的花点也彼此越离越开。现代天文学研究揭示出，我们的宇宙就很像这样一个正在膨胀之中的气球。既然在膨胀，反推回去就应该在遥远的过去(至少100亿年以上)缩成一点。所以，宇宙很可能诞生于一次超级规模的“大爆炸”，而从一个“点”中产生。虽然我们还不能确知宇宙究竟包含多少物质，但它无论在时间和空间上都肯定不是无限的。
但是这样一个有限的宇宙，我们却永远找不到它的尽头在哪里，怎么理解这种奇怪的现象呢?还是借助那个膨胀的气球吧，假如我们变成一种没有厚度的二维扁虫（注意：在二维扁虫的眼中只有前后左右，而没有上下）。那么我们在球面上无论怎么爬，都找不到哪儿是尽头，对于这样一个扁虫来说，气球面就是有限而无边的东西。现在回到立体世界来，由于宇宙物质的引力作用，爱因斯坦的广义相对论已经证明，我们的三维立体世界在宇宙尺度上也是和气球面一样是弯曲的，正因为时空的弯曲，如果我们有机会在宇宙中航行，也一样会遇到永远走不到尽头的现象，这就是“宇宙无边”最基本的涵义。
宇宙射电，顾名思义就是从宇宙中的天体上发射出的无线电波。
无线电波具有一些光波没有的特点，这在探索宇宙奥秘中有特殊的用处。一是它的波长比可见光要长100万倍左右，因而一些宇宙尘埃对光波说来，是个庞然大物，可以将光波挡住；而对无线电波来说，却不算太大，无线电波可以轻而易举地绕过这些宇宙尘埃继续传播。无线电波的另一个特点是，任何物体不管它的温度多低，只要在绝对零度(-273℃)以上就能发射无线电波。而物体要能发出光波，则必须达到很高的温度，如果物体的温度低于2000℃就“看不见”了。在广阔的宇宙空间，有许多温度很低的物体，我们虽然看不见它们，但它们都能发射无线电波，我们就可以通过收集、观测这些无线电波来研究它们。此外，很多天体上由于发生一些特殊的天体现象，能发射大量的无线电波，有的“射电星系”能发射比我们的银河系强1000万倍的无线电波，使我们能在远离100亿光年的距离上发现它，而用目前最大的光学望远镜，无论如何是找不到它的。
宇宙线与从天体传来的可见光线不同，是一种人眼看不见的射线。
在进入地球大气层以前，这些宇宙线称为原始宇宙线。它们是由各种元素的原子核构成的粒子流，其中主要是氢原子核，约占87％；其次是氦原子核，约占12％；此外，还有氧、氮、铁、钴、镍、碳、锂、钡、硼等元素的原子核，甚至还有人探测到含量极少的铀原子核。
原始宇宙线粒子，它的能量平均比光子大得多，它的速度和光的速度相接近。它们从四面八方闯到地球上来，在地球大气边缘每平方厘米的面积上，每秒钟大约穿过1个原始宇宙线粒子。
原始宇宙线粒子闯进地球大气以后，与空气分子中的原子核相碰撞，产生电子、正电子、光子、介子、超子等基本粒子，失去了很多能量，这就变成为次级宇宙线。
1964年，美国贝尔电话公司年轻的工程师——彭齐亚斯和威尔逊，在调试他们那巨大的喇叭形天线时，出乎意料地接收到一种无线电干扰噪声。在天空中的任何方向上都能接收到这种噪声，各个方向上信号的强度都一样，而且历时数月而无变化。
难道是仪器本身有毛病吗?或者是栖息在天线上的鸽子引起的?他们把天线拆开重新组装，依然接收到那种无法解释的噪声。
这种噪声的波长在微波波段，对应于有效温度为3.5K的黑体辐射出的电磁波。他们分析后认为，这种噪声肯定不是来自人造卫星，也不可能来自太阳、银河系或某个河外星系射电源，因为在转动天线时，噪声强度始终不变。
后来，经过进一步测量和计算，得出辐射温度是2.7K，一般称之为3K宇宙微波背景辐射。这一发现，使许多从事大爆炸宇宙论研究的科学家们获得极大的鼓舞。他们认为，150亿～200亿年前宇宙大爆炸后，我们的宇宙从最初的高温状态膨胀到现在，已经很冷了，根据计算，大爆炸后的残余辐射量很小，相应的温度大约是6K。而彭齐亚斯和威尔逊等人的观测结果竟与理论预言的温度如此接近，正是对大爆炸宇宙论的一个非常有力的支持!这是继1929年哈勃发现星系谱线红移之后的又一重大的天文发现。
很早以前，人们就在望远镜里发现一些会发光的像云雾一样的天体，把它叫做星云。
蟹状星云
星云可以分为2大类：①河外星云，②河内星云。虽说都叫做星云，可是它们的本质却是完全不同的。
河外星云就是在银河系外面的星云，更准确应该叫河外星系。它们看上去是小小一个斑点，实际上却和我们的银河系一样，是由几亿、几百亿甚至几千亿颗恒星组成的一个巨大的恒星系统。它们离我们非常遥远，现在已经观测到的河外星云的总数已有数十亿个，可是肉眼能够看到的只有大、小麦哲伦星云和仙女座星云。仙女座星云离我们约220万光年，如果我们是在那里的某一颗恒星的行星上，用望远镜看银河系，银河系也成为一个小小的、发光的斑点了。
真正意义上的星云应该是在银河系范围内的星云，它们是由极其稀薄的气体和尘埃所组成的。
河内的星云又可分成弥漫星云和行星状星云。
弥漫星云的形状很不规则，一般没有明显的边界。它的体积虽然很大，可是密度却极小。
行星状星云是一种很有趣的天体，中间有一个温度高达几万摄氏度的恒星，周围是一个发亮的圆环。这可能是许多年前恒星在一次爆发时抛出的气体壳层。
新星并不是新诞生的星星，它本来就是一颗恒星，只是太暗而看不到。所谓新星就是恒星的突然爆发，即恒星的外围结构以爆炸的方式向外抛射物质，使恒星迅速变亮，好像天空中诞生了一颗新的星。
新星爆发时，恒星一下子膨胀了几千倍，亮度突然增加9个星等以上。当光度达到极大时，膨胀着的气壳以500～2000千米／秒的速度离开恒星。当气壳向外抛射、逐渐散开并消失时，新星亮度便逐渐减弱，经过几个月甚至几年后才恢复到原来的亮度。天文学家通过比较发现，新星在爆发前和爆发后的亮度基本上一致。新星爆发后，一般只损失整个恒星质量的0.01％~0.1％。由此可见，新星既不是新诞生的恒星，也不是恒星的末日。
爆发不只一次的新星称为再发新星，已发现的这种新星数量并不多，目前已知的再发新星仅约10颗。近年有理论认为，新星属于密近双星，即非常接近并互相绕转的一对星。在它们的演化过程中，其中一颗星变成体积庞大、密度较低和颜色发红的红巨星，另一颗星演变成体积小、密度大、温度较低的热矮星。在引力作用下，温度较高的红巨星气体流向热矮星，被热矮星吸引过来的物质很不稳定，集聚的热量一旦达到引起热核反应的温度，便发生热核爆炸，热矮星成了新星。从现代天文学的角度来说，发现新星已不是什么了不起的事了，因为单单我们自己的这个银河系内，一年中有时会发现好几十颗新星。
白矮星并不是某一颗星的名字，而是某一类星的名字。就像我们人在一生中被分为少年、中年、老年几个阶段一样，天文学家把恒星的一生也分为早年、中年和晚年三个阶段，而白矮星就属于晚年恒星这一阶段中的一类。
别看白矮星已经到了老年，同样两颗白矮星的年龄可以相差几亿年，这是由于恒星寿命的长短差别造成的。比如说，有的恒星寿命在几十亿年以上，而有的只能“活”几千万年。因此，同样两颗已3000万岁的恒星，如果一颗的寿命是几十亿年，那么它还算是相当年轻的；可是对于寿命是几千万年的恒星来讲，它既然已有3000万岁，那么它离“死亡”之期就不远了。
白矮星的“白”与“矮”两个字就是这种恒星的最好写照。白，说明它的温度高。太阳的表面温度约有6000℃，但白矮星的表面温度比太阳还要高，约有1万℃，发出白颜色的光。矮，说明它的个儿小，也就是体积小。一般的白矮星体积同地球不相上下，还不到太阳体积的1/100万。
天狼星
冬季的东南方天空，我们能看到一颗全天最亮的恒星，名字叫天狼星。在它旁边有一颗眼睛看不见的小星星围着它旋转，这颗小星星被叫做天狼伴星，它就是人们在1862年最先发现的一颗白矮星。别看它和我们地球差不多大小，密度可大得惊大，它身上像黄豆大小的一块东西，就足足有1000多千克!
目前，像这样个儿小、体重又大的白矮星已经发现了1000多颗。其实在我们银河系里，白矮星绝不止这么些，只是由于它们个子小，不容易被发现罢了。
据我国史书记载，北宋年间，人们在天空中发现一颗客星，在白天都能看见，这种情况持续了23天。经科学研究证明，所谓客星，是1054年发生的一次超新星爆发。著名天文学家奥尔特确认，位于金牛座的蟹状星云就是这次超新星爆发后的抛出物，并称之为超新星遗迹。1969年，天文学家根据蟹状星云发出的α射线和β射线辐射，在其中心部分发现了一颗脉冲星，而脉冲星正是理论预言的一种致密、高速自转的天体——中子星，这一连串发现引起科学界的极大关注。
根据恒星演化理论，当一颗恒星演化到最后阶段，它的核心部分的核能源已消耗殆尽，这时，恒星将发生塌缩并由此引起恒星大爆炸，抛出大量物质，形成一个高速向外膨胀的气壳。恒星塌缩后，原来的恒星不复存在，而形成一个致密天体，由于原来恒星质量大小不同，会形成黑洞、中子星或白矮星。因此，1054年的超新星爆发与现代恒星演化理论完全一致，它是人类观测到的一次恒星毁灭的全过程。超新星爆发时，恒星亮度会增强几千万倍甚至上亿倍。
多少世纪以来，人们都已经习惯了用肉眼或者用肉眼通过望远镜来看星星。用科学的语言说，就是用可见光来观测天体。这是由于我们人类的眼睛，只能直接看到可见光波，对于其他的电磁波，我们只能用仪器间接去探测了。
如果一颗天体，它的温度低到4000℃以下，那么它发出的光线，将是又红又暗。这好比一块铁，刚开始烧时，它不发亮，只发热；温度逐渐上升，就越来越红；温度再升高，就变亮变白，白中还发蓝光。当它重新冷下来，又渐渐变红，最后失去亮光。一些正在诞生的恒星，或衰老到快死亡的恒星，就像铁块刚加热和重新冷却的过程那样，它们发出暗淡的红光或大量的红外线。它们躲在宇宙的深处，几乎不发出可见光波，这些星星就叫红外星。
还有一些星星，它们被厚厚的星际尘埃和云雾包围着，使原来又热又亮的星星变得又红又暗。有的尘埃甚至完全挡住了星星的可见光，并从被它们包围住的星星里吸收热量，自己重新放出红外线。像这些带着尘埃外壳的星星，也被称为红外星。
可惜，地球上保护着我们生命的大气层，却成了天文学家进行天文研究的障碍。大气层吸收了大量的红外线，为观测这些红外星，人们只好把仪器用飞机、气球、火箭或者人造卫星送到大气层外去观测。
蟹状星云脉冲星
1967年秋天，英国剑桥大学天文学系年轻的女研究生贝尔和她的老师休伊什教授，在天文观测时发现了一种奇特的无线电脉冲信号。信号的脉冲周期极短，只有1.337秒，而且周期非常稳定，其准确性超过了当时地球上的任何钟表。这个无线电脉冲源在天球上的运动和其他恒星一样，也是东升西落，由此可以推断出它在太空中的位置是恒定的。
随后天文学家在天空的各个方向发现了一个又一个脉冲源，那么，这究竟是一种什么样的天体呢?这么快而又稳定的周期不可能是由天体相互绕转产生的，也不会来自天体自身周期性的膨胀与收缩。因此，唯一的可能是与天体的自转有关。然而，如果是这样的话，这是一种一秒钟就要旋转一周或更快的天体，那么它的体积一定不会很大，否则，它必然会在离心力的作用下很快瓦解。而且这种天体的无线电辐射一定要有很强的方向性，这样才会随天体的转动形成脉冲，很可能在这种天体上有很强的磁场……噢!原来是它，天文学家们恍然大悟，想起了30多年前理论上预言的中子星。也就是说，这是一种快速自转的中子星，也叫脉冲星。
我们知道，物质通常是由各种原子构成的，而原子又是由原子核和绕其运动的电子组成。原子核是非常致密的，由带正电的质子和不带电的中子紧密结合而成。1932年，英国物理学家查德威克发现中子以后，前苏联物理学家朗道就大胆地预言了宇宙中可能存在一种星球，是直接由中子组成的。30多年后，天文学家发现了脉冲星，并确认它就是中子星，从而证实了这一天才的预言。
中子星是一种非常致密的天体，它自身的万有引力可将相当于1个太阳质量的物质压缩在半径仅仅为10千米的球体内。也就是说，一匙中子星的质量差不多相当于地球上一座大山的质量。那么，这样一种奇特的天体是如何形成的呢?一般认为，在大质量恒星的“晚年”，会有一次可怕的超新星爆发，原来星球中的大部分物质被抛射到宇宙空间，剩下的物质急剧收缩，在星体内部产生了极大压力，把原子的外层电子挤到原子核内，核内的质子与电子结合，形成异常紧密的中子结构物质。如此说来，中子星原来是小得可怜的、密集的、没有生气的星体残骸。
如果用天文望远镜观察星空，你会发现天空中有许许多多成双成对的恒星，它们彼此的位置靠得很近，显得十分“亲密”。我们把这种位置靠得很近的两颗恒星称为双星。可以说，天上的恒星也喜欢成对结伙，“单身族”并不占优势。当然，同样是双星，情况也各不相同。有的是一颗恒星绕另一颗恒星运动，依靠万有引力相互维系，这叫物理双星；有的双星则仅仅是投影关系，看起来靠得很近，实际上相距甚远，没有物理联系，可谓“貌合神离”，这叫光学双星。
我们通常所说的双星指的是物理双星。对于不同的物理双星来说，它们两颗子星之间的距离差别也可以很大。比如有一种“密近双星”，两颗子星彼此靠得非常近，可算是恒星世界的“铁哥们”，它们之间可以发生一些复杂的相互作用过程，产生潮汐影响，甚至会出现气体物质从一个子星流向另一个子星的现象。
夜空里有许多著名的双星。比如，天狼星、南门二、南河三、北河二、心宿二、角宿一等都是双星。其中天狼星又属目视双星，也就是通过天文望远镜才能看到它们的双星关系。绕天狼星运动的伴星是一颗白矮星。“角宿一”则属分光双星，即只有通过分析光谱线变化才能确知它们是双星，而用望远镜目视观测是分辨不出来的。
通常，天文学家把恒星数少于10颗的星群称作聚星，而恒星数超过10颗并且具有物理联系的星群就称为星团，它们都是通过万有引力而吸引在一起的。
半人马座ω球状星团
星团内的恒星数目悬殊不等，可能有几十、几百乃至几十万，甚至上百万颗。根据星团所包含的星数、形状及其在银河系中的分布位置，又分成疏散星团、球状星团2大类。
顾名思义，疏散星团的星数较少，一般有几十到上千颗，形状大多很不规则，形成结构松散的星际“联盟”，星龄比较年轻。疏散星团的另一个特点是它们多数集中分布在银道面的附近，由此也叫银河星团。
球状星团由成千上万，甚至几十万颗恒星组成，外貌呈球形，是一个名副其实的大“星球”。它的中心部分恒星非常密集，甚至用天文望远镜都难以将单个恒星分辨出来。球状星团里大多是些年老的恒星，它们在广袤深寂的宇宙中已度过近100亿年的漫长时光。球状星团的空间分布比较弥散，主要散布在巨大的银晕之中。
几十年以前，科学家们根据爱因斯坦广义相对论的理论研究，预言了一种叫做“黑洞”的天体。顾名思义，黑洞可能是一个看起来黑洞洞的漩涡状天体。那么，黑洞到底是什么样子的呢?
黑洞是一种非常奇怪的天体。它的体积很小，而密度却极大，每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。假如从黑洞上取来小米粒那样大小一块物质，就得用几万艘万吨轮船一齐拖才能拖得动它。如果使太阳变成一个黑洞，那么它的半径就得收缩至不到3千米。
因为黑洞的密度大，所以它的引力也特别强大。大家都知道，由于地球的引力，踢出去的足球还会落到地球上。而速度很大的人造卫星，就能够克服地球的引力作用飞到太空去遨游。黑洞的情况和地球可就不太一样了，黑洞的引力极其强大，黑洞内部所有的物质，包括速度最快的光都逃脱不掉黑洞的巨大引力。不仅如此，它还能把周围的光和其他物质吸引过来。黑洞就像一个无底洞，任何东西到了它那儿，就不用想再“爬”出来了。给它们命名为“黑洞”是再形象不过了。
20世纪50年代，天文学家用射电望远镜进行观测时，发现宇宙中存在着大量的射电源，即发出很强的无线电波的天体。但是，用光学望远镜观测时，有不少射电源却找不到相对应的光学可见天体。1960年，美国天文学家马修斯和桑德奇利用口径5米的巨型望远镜，发现一个称为“3C48”的射电源对应于一颗16等的暗星，其紫外辐射很强，光谱中有一些“莫名其妙”的发射线。2年后，在澳大利亚有人发现另一射电源“3C273”也对应于一颗暗星。1963年，旅美荷兰天文学家施密特拍摄了这颗恒星状天体的光谱，发现其中有4条谱线相互之间的关系很像是氢元素光谱中的4条谱线。这一发现启发了马修斯等人，他们重新研究了“3C48”的光谱，证实那些“莫名其妙”的谱线原来也都是由熟悉的元素产生的，只是这一天体具有0.367的红移量。人们经过分析研究，判定它们不是银河系内的恒星，而是河外天体。
对于这种类似恒星而并非恒星的天体，人们称它们为“类星射电源”。以后，通过光学观测又发现了一些在照相底片上具有类似恒星的点状像，在它们的光谱中，发射线也有很大红移，但不发出射电波，称之为“蓝星体”。蓝星体与类星射电源统称为“类星体”。
迄今用大型望远镜所发现的星系总数已超过千亿个。有趣的是，这些“庞然大物”在宇宙空间中的分布并不像是一盘散沙，而是进一步聚集成一种规模更大的天体系统，称为星系团。而且，星系的这种“群居”习惯比恒星更甚，绝大部分星系(至少85％以上)都是出现在星系团中的。当然，这样的“部落”大小不一，包含的星系个数相差极为悬殊。小的只有十几个或几十个，也称为星系群，比如我们银河系所在的本星系群。多的可以有几千个，甚至上万个成员星系，比如后发星系团。像这样的大“部落”一般都有一个或几个“首领”——巨椭圆星系，它位于星系团的中央，四周聚集着它的“亲信”——椭圆星系或透镜星系，而漩涡星系和不规则星系则散布在更加外围的区域。通常，这些星系“部落”在空间分布上也会三五成群，形成“群落”，这就是所谓的超星系团了。
以前，人们一直认为大麦哲伦星云是离我们最近的星系。但是，1975年科学家们发现，在与我们银河中心相反着的方向上，有一个很小的星系。根据计算，它的距离为55000光年，只有大麦哲伦星云的1/3，是目前已知的离我们最近的星系。与最近的恒星叫比邻星一样，人们也把它称为“比邻星系”。由于它的光度很暗，肉眼是无法看到的。
这个星系的质量很“轻”，还不到100万个太阳质量，与我们银河系的质量——1400亿个太阳质量相比，银河系要比它重14万倍，恐怕也是最小的星系了。
除我们的太阳之外，其他恒星周围是否也存在着行星呢?这是个非常有趣的问题，它直接关系到其他天体上有没有可能存在生命的问题。这是因为生命只可能生存在那些围绕恒星旋转，并且具备生存条件的行星上。
真正发现太阳系外行星的历史是从1995年开始的，这年的10月，两位瑞士天文学家发现“飞马座51号”星周围存在着一颗行星类天体，它被命名为“飞马51B”。3个月后，两位美国天文学家发现“室女座70号”星和“大熊座47号”星周围也存在行星类天体，它们分别被称为“室女70B”和“大熊47B”。从那时起到现在，被确认为是太阳系外行星的天体，至少已找到了10颗以上，可说是硕果累累。一个非常值得注意的情况是：这些被认为是行星的天体，比我们原先想象的要复杂得多，它们有的表面温度比较高，有的绕主星的轨道偏心率比较大。可以肯定，这样的行星上是不可能存在生命的。
具有重要意义的是，在离我们太阳系不算远的地方，也存在着类似于我们太阳系这样的“太阳系”。因此，我们不难想象，光是在银河系中，就可能存在着为数众多的“太阳系”。
近代天文学告诉我们，太阳系不是银河系内唯一的行星系。例如，在太阳附近，半径为17光年的空间内，共有60颗恒星，在它们中间，带有行星系的估计不会少于10颗。
凡是行星系都能有人存在吗?不。先决条件是作为行星系中心的天体是个什么样的恒星。如果中央星是个时而宁静、时而爆发的变星就不行，它一发“脾气”，不仅行星上的人受不了，就是行星本身也难保不烧化。要是中央星是周期膨胀和收缩的变星也不行，忽冷忽热的“太阳”，行星上的生命是难以适应的。表面温度高达1万℃以上的热星也不行，它的紫外线辐射太厉害，一切生命都无法生存。中央天体如果是相距很近的双星，那更不行，天上有两个“太阳”虽然壮观，要是有行星系的话，行星的公转轨道不是圆形的，而是一条十分复杂的曲线。行星时而接近两个太阳，烤得表面都熔化了；时而又跑到遥远的天边，成了酷冷的世界。温度变化范围那么大，怎么能住人呢?看来，只有类似太阳那样“稳定”的恒星，才具有得天独厚的条件，被它的行星所欢迎。天文学家把这种恒星叫做太阳型恒星。
尽管条件这样苛刻，限制这样严格，但在银河系中，具有合乎住人条件的行星系的太阳型恒星，还是可能有百万个之多，其中有些应该存在文明世界，但这需要人类去验证。
夜晚，我们看到天空中闪闪发光的点点繁星，很自然会想，在星星之间的宇宙空间里有什么?是一无所有的真空吗?在过去相
星际空间模拟图
当长的时间里，天文学家们确认为星星之间是空的，那里没有恒星和气体。实际上，星际空间中并不是一无所有的真空，而是充斥着大量的气体和尘埃，叫星际物质。它们非常稀薄，几乎就是我们地面实验室中的“真空”。每立方厘米中仅有十几个原子，然而我们呼吸到的空气，每立方厘米中却有多达3000亿亿个原子。星际物质的温度还不到50K，其中绝大多数是氢和氦，有微乎其微的尘埃微粒。此外在星际空间里，还发现有几十种不同的有机分子，有的还相当复杂，例如有由9个原子甚至11个原子构成的大有机分子。
可见，星际空间不是一无所有的真空，而是形形色色、丰富多彩的“大千世界”。
本身能发光发热的天体，我们称为恒星。天上的恒星千千万万，看上去除了亮度和颜色有些差异之外，好像都一样，只是些闪闪发光的星球而已。现代科学发现，这许许多多的恒星的物理状态、年龄……是各不相同的。有的才刚形成，处于幼儿时代，有的处于青壮年时期，当然也有的星处于风烛残年。恒星的一生是极其漫长的，如太阳的寿命就有100亿年。人类的几千年文明史还不到恒星生命史的1/10000，因此，要想观测研究一颗恒星的起源和演化似乎是根本不可能的。但是，我们可以通过观察不同年龄的众多恒星去推测恒星一生经历，就好像我们看到树苗、参天大树、种籽以及腐烂的树干等就可推断出“种籽发芽抽技，长成树苗，树苗长成参天大树，最后大树衰老死亡变成腐烂的树干”这样一部树木的生命史。
由此可见，恒星也是有生有死的，不是永恒的。
1908年6月30日上午7时许，在俄国西伯利亚中部通古斯地区，一个比太阳还要耀眼夺目的火球，呼啸着从天而降，顷刻之间，一声炸雷，震耳欲聋。爆炸的巨响传到千里之外，发出的冲击波把方圆100千米内所有房屋的门窗玻璃震坏，甚至远在三五百千米之外的人畜，也被突然一击打倒在地。2000多平方千米的森林树木轰然倒下，大火使周围成为一片焦土。世界上所有的地震仪都记录下一段异乎寻常的曲线。
这是20世纪初，也是人类有史以来“亲眼目睹”的最大的一次“爆炸”。
究竟是什么东西在通古斯爆炸了呢?
1958年，前苏联科学家对出事地点进行了考察。终于发现，该地区土壤中含有铁质陨星尘微粒，其中含有7％～10％的镍，而地球上铁矿中的镍含量最高也不会超过3％。后来，别的考察队又从当地沼泽灰泥土中发现了一些玻璃陨体、金属颗粒、硅化物颗粒和很小的金刚石颗粒，而这些物质正是彗星或小行星等行星际小天体的典型化学成分。从而证实通古斯事件的“肇事者”可能是某颗彗星的碎片，或者说是一颗小行星，它的直径约100米，质量在100万吨以上。当它以30千米／秒的速度撞入地球，因与地球大气剧烈作用，温度升高到几千摄氏度乃至上万摄氏度而发生爆炸，造成了震惊世界的通古斯事件。由于爆炸发生在高空，因而就没有在地面上留下陨星坑。
大多数天文学家认为，我们所能看见的宇宙，只是整个宇宙的一部分。真正的宇宙，要比我们所看见的大得多。但是究竟有多大呢?是不是永无止境呢?还是在某处有一个尽头呢?如果确实有这样一个界限的话，这个界限之外又是什么呢?
天文学家认为，答案可能就在宇宙自身的本性中。依据现在的理论，宇宙绕着它自己形成一个曲线，也就是说，永远不可能有“宇宙之外”的地方，因为无论你怎么走，都还是会绕着这个曲线再回到原处。
天文学家认为，宇宙弯曲的弧度很特别，不像地球曲线那么简单。既无法在纸上画出来，也无法以模型表示出(但是却可以用非常复杂的数字计算出来)。正如我们可以不断地沿着地球表面飞行，而永远不离开地球表面一样，我们也可以在太空中飞行无限长的时间，但是却无法飞出太空之外。
现代天文学告诉我们，我们生活在一个膨胀的宇宙中，相隔遥远的星系之间的距离在与时俱增，而且相互远离的速度与它们之间的距离成正比。我们的宇宙会永远膨胀下去吗?会不会有一天膨胀会停止下来呢?我们的宇宙的最终结局会是怎样呢?
广义相对论告诉我们，如果宇宙中有足够的物质，那么引力场就会强到使我们的宇宙时空弯曲像个球，宇宙膨胀最终会停止下来，而开始收缩，我们的宇宙将变成一个坍缩的宇宙。如果宇宙物质总量不够多，引力不够强，不足以阻止宇宙继续膨胀下去，这时宇宙就是双曲空间而无限延伸。怎么衡量宇宙物质的多少呢?人们用宇宙物质的平均密度来表示。决定宇宙是继续膨胀下去还是最终会停止下来的一个关键性的平均密度值，叫作临界密度，它等于4.7×10-27千克／米3。宇宙物质的平均密度比临界密度大一点，我们的宇宙就是封闭的，就是说，在遥远的某个时候，膨胀就会终止，而开始收缩；相反，如果我们的宇宙的物质平均密度比临界密度小一点，宇宙就是开放的，就是说、宇宙将永远膨胀下去，越来越冷寂、越来越空虚。
不过，有人认为，我们的宇宙中有许多看不见的天体，如黑洞、黑矮星等，此外，根据基本粒子理论推测宇宙中还有一些前所未知的基本粒子如引力微子、光微子、轴子等，它们质量虽小，数量却很大。如果把这些物质计算进来，字宙物质的平均密度就会超过临界密度，因而，在遥远的将来，我们的宇宙就会停止膨胀，在引力作用下收缩起来。究竟如何，目前还不能作出肯定的回答。
天文学家用望远镜发现，除了我们这条银河之外还有数百万个银河。就我们所知道的，银河基本上可分3类。螺旋形的(像我们这座银河)称为漩涡银河。距离我们最近的漩涡银河，大约有200万光年。
银河系概貌
就我们所观察到的，最亮的银河中大约有17％是椭圆银河，像是延长的圈圈。这种银河大部分由恒星所组成，尘埃或气体似乎很少，甚至根本没有。有些银河称为不规则银河，这些银河里有恒星、尘埃和气体。距离我们最近的两个银河，便是不规则的银河。
也有一些小的银河，叫做小银河。最小的一个只有几百光年的宽度，其内只有几千颗恒星。在宇宙里，小银河的数量或许比大银河的数量还要多。银河与银河之间有几十万光年的距离。银河通常以成群的状态出现。每一群都包括10个或10个以上的大星群与小星群。
离我们这座银河最远的银河，目前可以观察到的，大约有数亿亿光年之远，有一些银河离我们太远，远得无法想象。因此，要问宇宙里究竟有多少个银河，这个答案可能永远是个谜。
银河系的结构主要可分为银盘(包括旋臂)、核球、银晕，以及外围的银冕等部分。
银盘是银河系的主体，它的外形呈扁盘状，集中了银河系内的大多数恒星和星云，银盘的直径约为8万光年，中间部分较厚，厚度约6000多光年，周围逐渐变薄，到太阳附近便只剩1/2厚度了。由于巨大的银河系本身也有自转，银盘中的亿万颗星球环绕银河系中心浩浩荡荡地作着旋转运动，从银盘中心向外弯曲伸展出4条旋臂，看上去犹如急流中的漩涡。
银河系的中央部分是一个恒星分布相当致密的核球，直径1.2万~1.5万光年，略呈椭球形状。由于大量的星云和气体尘埃的阻挡，对核球方向的天文观测十分困难，所以，人们至今对它知之甚少，但可以肯定，核球内的恒星分布是十分密集的。
银晕是在银盘外围由稀疏的恒星和星际介质组成的一个巨大包层，它的体积至少是银盘的50多倍，但质量却只占银河系的
1/10。
银冕是20世纪70年代中期才被发现的，属于银河系的最外围，它的范围可远及50多万光年以外，比银河系的主体部分要大得多。但银冕内基本上没有恒星，全由极稀薄的气体组成，所以不易准确地测定它的真正范围。
银河并不是什么天上的河流，而是一个由1000多亿颗恒星密集组成的盘状的恒星系统，而我们太阳系本身就处在这个系统之中。我们从太阳系向周围看去，这个恒星系统的盘状部分就呈现为一条带形天区，在这块天区的恒星投影最为密集。而由于距离遥远，肉眼未能把密集的恒星分辨出来，便把它看作一条发亮的光带，这就是我们看到的银河。这个庞大的恒星系统也由银河得名，称为银河系。所以，银河和银河系是两个不同的概念。
如果说银河系是一个巨大的“星城”，那么宇宙间是否仅此一个“孤城”呢?不是的。在广袤无垠、浩瀚辽阔的宇宙空间，还有许许多多像我们银河系一样的“星城”，叫做河外星系，简称星系。现在已经观测到的河外星系的总数已有数十亿个，它们如同辽阔的宇宙海洋中星罗棋布的岛屿，故也被称为“宇宙岛”。
哈勃望远镜拍摄到的河外星系
同银河系一样，河外星系也是由10亿至数千亿颗恒星，以及星云和星际物质组成的。星系的形态大体上可以分为3类：①椭圆星系，外形呈正圆形或椭圆形，中心亮，边缘渐暗。②漩涡星系，一般都有一个椭球状的比较明亮的中央核，从核中伸出2条或多条如蚊香般盘旋着的臂，称为旋臂。一部分漩涡星系的核心宛如一个棒状物，也称棒旋星系。③不规则星系，没有明显的核心和旋臂，外形很不规则，看不出旋转的对称性结构。
从1885年起，人们就在仙女座大星云里陆陆续续地发现了许多新星，从而推断出仙女座星云不是通常一团被动地反射光线的尘埃气体云，而一定是由许许多多恒星构成的系统，而且恒星的数目一定极大，这样才有可能在它们中间出现那么多的新星。如果假设这些新星最亮时候的亮度和银河系中其他新星的亮度是一样的，那么就可以大致推断出仙女座大星云离我们十分遥远，远远超出了我们已知的银河系的范围。但是，由于用这种方法推测出来的距离很不可靠，因此也引起了争议。直到1924年，美国天文学家哈勃用当时世界上最大的2.5米口径望远镜，在仙女座大星云的边缘找到了被称为“量天尺”的造父变星，利用造父变星的光变周期和光度的对应关系，才定出仙女座星云的准确距离为220万光年，证明它确实是远在银河系之外，也像银河系一样，是一个巨大而独立的恒星集团。现在，人们已经找到了数十亿个这样的恒星集团，并将它们统称为河外星系，简称星系。
迄今人类所能观测到的宇宙空间里，弥散分布着数十亿个星系。每个星系平均由近1000亿颗恒星，以及弥漫于星际间的气体和尘埃所组成，每颗恒星都可能是和我们的太阳一样的天体。而我们太阳所在的银河系只是那千亿个星系中的普通一员，如同宇宙汪洋中的一个小岛。这就是宇宙岛概念的由来。
人类把河外星系视作“宇宙岛”的观念，可以追溯到18世纪中叶。康德在《自然通史和天体论》一书中，就曾明确提出“广大无边的宇宙”之中有“数量无限的世界和星系”的概念。并猜想，人们观测到的星空中的一些云雾状天体，可能就是像银河系一样由星群构成的“宇宙岛”，只是由于距离太远而不能分辨出单颗的恒星。那么这些云雾状“星云”究竟是在银河系之内还是之外呢?准确测定它们的距离就成为验证这种理论猜想的关键。
直到1924年，美国著名天文学家哈勃，通过照相观测发现仙女座大星云中的造父变星，从而较准确地推算出仙女座大星云与我们的距离，结果证实它远在银河系之外，是类似我们银河系的恒星系统。于是，继地球、太阳之后，银河系也失去了在宇宙中的任何特殊的中心地位了。这是20世纪天文学上最重大的发现之一。从此，人类的视野超越了银河系的疆界，进入更为广阔的空间。
小麦哲伦云
河外星系也像银河系一样，里面有着数以十亿计的恒星。由于它们远在银河系之外，所以我们称之为河外星系。
大麦哲伦云位于南天剑鱼和山案两星座的交界处，简称大麦云。它相当于12个满月并列在一起那么长，与我们的距离为16万光年，是离我们最近的河外星系。
小麦哲伦云是最早被确认为河外星系的近邻星系之一，1912年，天文学家利用其中的造父变星作为“量天尺”，测定它的距离为19万光年。它位于南天的杜鹃座，简称小麦云，看上去长约4°。大小麦哲伦云在空间彼此相距约5.4万光年。
大、小麦哲伦云是已知河外星系中离我们最近的两个，可以说就在我们银河系的“家”门口。不仅如此，它们还与银河系有着物理上的联系，一起组成一个三重星系。
20世纪70年代，人们有了射电望远镜，天文观测的视野更加广阔，可以看到离我们100亿光年远的星系，并发现了宇宙中存在着千姿百态、形状各异的星系。它们有的如漩涡，有的如棒槌，还有的呈不规则的形状。
自从太空望远镜——哈勃望远镜上天之后，它带给我们许多遥远星系的信息。1998年10月，哈勃望远镜朝着比以前更远的空间和时间望去，发现了有可能存在的120亿光年外的星系。这些星系是在宇宙刚诞生后不久形成的。
时光飞逝，进入了20世纪末，科学技术的不断进步，使我们拥有了一种叫“亚毫米共用辐射热测定仪阵列”的新型摄像仪，它使我们能更加深入地搜索遥远的宇宙空间并拍摄下它们的图像，清晰地分辨出掩藏在宇宙尘埃后面的星系。
不久前，在美国夏威夷凯克天文台工作的科学家向世界宣布，他们在室女星座方向，距地球140亿光年的地方，发现了一个极暗的星系，这是人类目前所发现的距地球最远的天体。
晴夜，仰望天空，星光闪烁，但亮度各异。所谓亮度，就是我们在单位面积上每秒钟所接收的恒星的光能量。天文学上则用“视星等”来表示。2000多年前，希腊天文学家喜帕恰斯把肉眼所看到的恒星按亮度分成6等，天上最亮的20颗恒星定为1等星，肉眼刚刚能看见的恒星定为6等星。星越亮，星等数越小。
望远镜发明以后，星等系统又推广到更微弱的恒星。以后又补充规定，星等相差5等，亮度比为100倍。因此，星等数减少1，亮度增强=2.512倍。现在用最大的望远镜，经过长时间露光，已可拍摄到暗达23.1等的恒星，这相当于3万千米外的一支烛光的亮度。
为适应科学发展的需要，星等又推广到小数和负数，如“织女星”的星等为-0.04，“河鼓二”(牛郎星)为0.77，“北极星”为2.3，“大角星”为-0.06，“老人星”为-0.73。恒星中最亮的是“天狼星”，它的星等为-1.45。当然月亮和太阳比它亮得多，满月的星等数为-12.73，太阳则相当于-26.74等。
以上说的，都是恒星的“视亮度”，是地球上人类感觉到的亮度。
天文学上把亮度会变化的星称为变星。
变星共分3大类：
（1）食变星。实际上是互相绕转的双星，当较暗的星转到前面挡住较亮的星时，我们就看到星变暗了；当两颗星互不遮挡时，看上去就变亮了。这一类变星的亮度变化是两星交会引起的，恒星本身的物理状态没有变化，这类变星也称为食双星。
（2）脉动变星。它们的亮度周期性地发生变化。一般来说，光变周期长的变星亮度变化大，光变周期短的亮度变化小。造父变星是脉动变星的一种。天文学家常用它来测定天体的距离。
（3）不规则变星。它们的亮度变化完全没有规律，或者规律不十分确定，新星和超新星也属于这一类变星。
现在已经知道变星是恒星演化到一定阶段的标志。一般说来，当恒星处于主序星阶段时比较稳定，当恒星演化到主序星阶段之前或之后都会出现不稳定性，它的亮度就会发生变化，成为变星。
1834年，德国天文学家贝塞耳在做恒星位置精密测量时，发现天狼星在天穹上的运动比较奇怪，它的路径波浪起伏，而不是沿一条直线均匀地移动。当时估计，一定还有一颗看不见的伴星在旁边吸引着它。到1862年，美国光学家克拉克找到了这颗伴星。根据所测得的半径和质量，计算出它的平均密度竟有175千克/厘米3，比水重10多万倍。这类密度大到0.1～10吨/厘米3的恒星叫做“白矮星”。
1967年，人们在射电望远镜里偶然地发现了“脉冲星”。后来知道，这种脉冲星，就是1932年科学家已预言过的“中子星”。中子星几乎是由挤在一起的中子组成的，它的直径仅有20千米左右，而质量却有0.5～2倍太阳那么大。由此可见，它的密度约为1亿吨/厘米3以上，比白矮星的密度还要大1亿倍!
根据科学家们的计算，还有一类天体，叫做“黑洞”。黑洞有大有小，小黑洞的密度比中子星还要大，高达180亿吨/厘米3！这简直是无法想象的。
右上是织女星，左下是牛郎星
遥远的恒星看得见，摸不着，怎么知道它有多“重”呢?最常用的是根据双星的轨道运动来求它们的质量。此外，也可以根据其质量和光度的统计关系来推算。我们看到的星星中，有许多质量比太阳大，如牛郎星的质量为太阳的1.6倍（即1.6M⊙)，织女星为2.4M⊙。
目前已知的质量最大的恒星，是HD93256，它的质量为23.8万亿亿亿吨，是太阳的120倍。它的引力也要比太阳大120倍。如果太阳的质量有HD93250那么大，那么，地球绕太阳的转动须得加速到300千米/秒以上，才能不被它吸到肚子里去。
在神奇的恒星世界中，有像太阳那样基本稳定不变的正常星，也有像心脏那样跳动的“脉动变星”。脉动变星的亮度会作规律性的变动。早在1596年，天文学家法布里修斯发现鲸鱼座O(刍藁增二)的亮度起伏变化，并确认它是一颗变星。这颗星光极大时可亮到1.7等，而光极小时只有10等左右，强弱相差2000多倍，光变周期在320~370天。这是一个体积很大的深红色的星，表面有效温度在1900～2600K(绝对温度)，直径约为太阳的300倍，而平均密度只有太阳的1/100万，比我们地面上的空气还轻1000倍!后来发现，它还是个双星的主星，它的伴星也是一个变星。
除了会突然爆发、变亮的“超新星”和“新星”外，“刍蘖增二”是最早被发现的变星。
造父变星
事实上，脉动变星包含有很多种类型，“刍蘖增二”就是一类，这类变星叫“长周期变星”。它的光变周期很长，可达几百天。而有一类脉动变星的周期却很短，只有几小时，称之为“短周期造父变星”。
为什么它有这个怪名字呢?因为在1780年前后，最早发现的这一类变星是仙王座δ星。在我们中国，它的星名是“造父一”，故后来人们把它们称为“造父变星”。
“短周期造父变星”最典型的就是天琴座RR星，它的光变周期只有1.5～12小时，一个晚上会变几变。当然，它的光变量并不大，一般只1～2星等，即2～6倍。目前这类星人们已发现了4000多个。
仙王座δ星(造父一)是一颗变星，光变周期5.6天。现在已发现这类变星将近1000个，称为“经典造父变星”。它们的光变周期大致为1~50天，光变幅度0.1~2等。这类恒星的颜色通常呈黄色。
经典造父星的光变周期与它的绝对星等之间存在着固定不变的关系：即光变周期越长，其光度（真亮度）也越大。这称之为“周光关系”。它的重要性在于，只要发现经典造父变星，那么该星或该星所在的恒星集团（例如星团、星系）的距离便可准确定出。由于周光关系既简单又精确，至今仍是测定银河系内一些星团以及一近距离星系的距离的一种重要方法。所以造父变星被称为天文学家的“量天尺”。
“爆发变星”就是一种亮度突然激烈增强的变星，光变的起因是星体本身的爆发。超新星是爆发最剧烈的恒星，因为爆发后的恒星大致解体了，所以称为“灾变变星”。根据爆发规模和程度，爆发变星有下列几种：①新星，光度变化超过9等。②再发新星，是新星爆发后，经过数年或数十年又发生爆发，甚至多次爆发，光度变化幅度同新星差不多。③矮新星，爆发规模较小，一般不超过6等。④类新星，它的特点是爆发次数比较频繁。
此外，金牛座T型星、耀星也是爆发变星。1924年、1940年、1945年，人们曾多次观测到一些又小又暗的恒星，在几分钟的短时间里，突然比以前亮6倍左右，持续约半小时，又慢慢地恢复到原状。当时都未加以重视。直到1948年发现鲸鱼座UV星突然耀变，才重视起来。现在已发现400多颗耀星。它们的亮度小，约为13等，发亮时增加6等左右，是最暗的爆发变星。
在人类有史以来所记录的银河系的超新星中，最亮的要数1054年爆发的金牛座中的那颗超新星了。
对这次超新星爆发，我国古书《宋会要》记录得最为完整、详实。我们为有这样光辉的古代文化而自豪。记录告诉我们，公元1054年7月4日凌晨4点左右，在金牛座突然发现一颗超新星。虽然天已破晓，仍是光芒四射，犹如太白金星，甚至白天都依稀可见。这种情况一直持续了23天。以后虽然逐渐暗下来，但在晚上仍可用肉眼看到，如是又持续了1年余(620天)，到1056年4月6日才观测不到它。这真是天文史上一大奇观。
银河系在近1000年中有超新星爆发记录的还有另外3次，它们是：1006年超新星、1572年超新星(又名第谷超新星)及1604年超新星(又名开普勒超新星)。
猎户座
在壮丽的猎户星座中央，有一个肉眼看来模糊的斑点，它就是著名的猎户座大星云。宇宙中能用肉眼看到的星云只有这一个，其他星云需用望远镜才能看到。该星云离我们约1500光年。它是一个巨大的弥漫星云，估计直径达300光年，但只有直径约25光年的一小部分为星光照亮而被我们看到。
星云比恒星要稀薄得多，它形状不规则，边界不明显。猎户座大星云内每立方厘米大约包含300个原子，而地面上的空气中每立方厘米有1000亿亿个分子，比它密3亿亿倍。尽管这样稀薄，由于它范围很大，只要受到近旁炽热恒星的照耀，仍然是可见的，称为“亮星云”。这个星云的体积约为7000立方光年，包含1060个原子，总质量相当于1500个太阳。
银河系由上千亿颗恒星组成。在恒星之间，也不是绝对的空虚，那里也有物质，包括星际气体、星际尘埃，统称为“星际物质”。它的密度非常小，平均每立方厘米只有1个原子，重量只有0.000000000000000000000001克。像地球大小的一团星际物质，只有1千克重。这种密度是地球上实验室中远未达到的真空力(目前地球上实验室的真空，相当于32000个原子/厘米3)。
星际物质虽然如此稀薄，但如果把分布在整个银河系中的星际物质加起来，却又大得惊人，约为太阳质量的140亿倍，总共有27.8万亿亿亿亿吨，约占银河系质量的1/10。
地球如果没有大气，则太阳的紫外辐射、宇宙间的高能射线将会使一切生灵涂炭，因为宇宙射线将击碎各种复杂的有机分子!
在星际空间，极高能量的宇宙射线横冲直撞，无阻无挡，所以过去人们总以为那里充其量只有一些电离了的、失去电子的氢原子。
然而人们发现星际空间不仅有大量的未电离的氢分子，还有不少有机分子，甚至还组成了分子云。
目前已经知道的有61种不同的分子，组成这些分子的是氢、碳、氮、氧、硫、硅、钠等元素。最复杂、最重的星际分子是一种叫氰基辛四炔的有机物，分子量为123。它的分子式为HC9N，其中有9个碳原子、1个氢原子、1个氮原子。
用肉眼能看到的离我们最近的星系是大麦哲伦星云。
公元1519～1522年，葡萄牙航海家麦哲伦进行了人类首次环球航行。在他到达南半球时，发现天空有2团亮的星云，一个较大，一个较小，后来就分别取名为大、小麦哲伦星云。经过观测发现，它们实际上都是河外星系。大麦哲伦星云离我们只有16.9万光年。
大麦哲伦星云在南天的剑鱼座内，离南天极只有20°，角大小为21°×19°，实际大小只有银河系的1/4，质量只有银河系质量的1/10。大麦哲伦星云属于不规则星系，因为它离我们很近，所以是天文学家的“座上宾”。它中间有不少变星、星团等天体，因而知道它的年龄只有10亿年左右。
由于麦哲伦星云在南天，我国只有在纬度较低的海南岛以南的地区才能看到它。
如果不借助望远镜，人的眼睛能看到的最远的天体是什么?是仙女座大星云。它的目视星等是3.5等。
早先，人们测得仙女座大星云的距离是80万光年，实际上当时的“尺子”刻度不对，现在认为实际距离有220万光年。如果化成千米数，那就要在2后面加19个零，为2000亿亿千米。与最近的恒星比邻星相比，要远上52万倍。也就是说，如果比邻星和我们只相距1米，那么，仙女座大星云离我们就有520千米。
肉眼能见到的河外星系是极少的，一共只有3个：大麦哲伦星云、小麦哲伦星云和仙女座大星云。生活在北半球上的人，则只能看见这个著名的仙女座大星云。
已知质量最大的星系是M87(NGC4486)，它的质量大约等于27万亿个太阳质量，几乎比我们的银河系还重200倍。M87属椭圆星系，为E型，在室女座。
同时，这个质量最大的星系也是一个很强的无线电星系，它在无线电波段的辐射功率，在天体中也是名列前茅的。它的核有异常剧烈的活动。在该星系的西北方向有长串“喷流”从星系核中喷出。这种喷流不仅在光学上能见到，并且在无线电波段及X射线波段都已经测量到。这每一块物质本身就足以形成一个独立的星系。这种大规模的喷射现象，真可称为宇宙中的壮观。
天体与仅仅发可见光的电灯不一样，除了能发出可见光、紫外光、红外光外，还会发出无线电波——射电波、X射线、γ射线等。对于那些能发出很强无线电波的星系，天文上称之为射电星系。
许多射电星系的光并不强，可射电却很强。对于这样的星系，一般望远镜是“视而不见”的，只能用射电望远镜——像雷达那样一类的仪器才可发现和研究它们。
发现最早(1946年)和射电最强的星系是天鹅座A。它发出的射电功率达10亿亿亿亿千瓦，比太阳光的功率大300亿倍。银河系的射电是1000亿亿亿千瓦，只有它的1/100万。
天鹅座A距我们有10亿光年的距离，大小约35万光年。奇怪的是它的无线电波“发射台”主要位在远离星系的两端，而与星系相合的位置上倒只有一个弱“发射台”。在它的中心，用光学望远镜可看到一个形态特殊的星系，20世纪60年代初，人们还误认为是两个星系相互碰撞!
许多星系都有一个较密集的中心部分——星系核。星系核一般活动性都相当强，其中以大熊座(即北斗星座)的NGC3034星系核爆发的景象最为壮观。
NGC3034距我们约1300万光年，它的爆发是星系核爆发中能量最大的。爆发所产生的喷射物以1000千米/秒的高速度一直延伸到离中心14000光年的远处。它爆发的能量，单单从红外波段辐射的能量就高达2000亿亿亿亿千瓦/秒，而我们的太阳辐射的总能量还不到1000万亿亿千瓦/秒。也就是说，NGC3034单就红外波段的辐射就比5000亿个太阳的辐射能量还多，甚至比我们整个银河系所有波段的辐射总量还大得多。
我们再从另外的角度来描述这么巨大的能量。假若这个星系核从形成到现在都以这样的规模进行着剧烈的爆发，那么它已辐射的能量高达1056尔格。这比猛烈的超新星爆发还要强烈几百万倍，而一颗超新星爆发就能放出相当于几十亿亿亿颗氢弹爆炸时所放出的能量。由此可想象出NGC3034爆发的能量是多么巨大!
如果把光谱线红移确认为是视向速度造成的，而且也承认从观测事实中建立起来的“哈勃定理”：视向速度越大的星系离我们越远，这样就可认为类星体都是十分遥远的天体，因为它的红移值一般都比河外星系大得多。
目前已知红移最大的类星体是PKS2000-330。据测定，它的红移值相对应的视向速度竟达0.92°，3C273两个辐射部分的分离，正以27.5万千米/秒的速度离我们而去。它与我们的距离在160亿光年左右。
物体的速度达到27万千米/秒时，会产生不少难以置信的奇特现象。如在这个类星体上，所有的钟将走得很慢(我们的钟走1小时，它只走26分钟)，而所有的尺子则会缩短同样的倍数……这就是所谓的“相对论效应”。
1960年第一个被研究的类星体是3C48。在照相底片上，它同一个16等的恒星像差不多，比肉眼能看到的最暗的星要暗1万倍。1963年，对另一个强射电源3C273的谱线再次分析后，天文学家施米特认出了3C273的谱线乃是地球上所熟知的一些元素(氢、氧、氮等)所产生的，只不过是谱线都向红端移动了(天文上称之为谱线红移)。
那么，哪一个作为最早发现的类星体，是3C48呢?还是后来居前的3C273呢?在光学上的仔细研究，倒是3C48在前，但当时未能判断出它作为类星体的一个主要标志——大红移的性质；3C273虽则研究在后，但从它的谱线中却首先揭示出未识谱线乃是大红移的结果，从而人们又结识了一类新型天体。在介绍了这段有关发现类星体的有趣历史后，在3C48和3C273中到底哪一个算是最早发现的类星体，就请读者给以公正的评定吧。
随着射电天文观测仪器的发展和技术方法的提高，除了测得3C273的无线电辐射流变化外，还从1977~1980年的资料中分析出这个类星体的结构也在变化。这种变化的情况是它的两个辐射部分在互相分离着。假若认为类星体3C273的距离也能像普通星系那样从红移算出的话，那么在上述3年的观测中，3C273的这两个辐射成分已分离得很远了，这样用分离的距离除以分离的时间可算出它们分离的速度，这速度竟高达290万千米/秒，是光速的9.6倍。像这一类看起来是超光速运动的天体，还有射电星系3C120、类星体3C345等其他7个宇宙射电源。它们的一些辐射部分分别以光速的2~9倍的范围内在分离着。
像这种高速的分离在地球实验室中是不允许存在的。因此天文学家想了多种办法去解释，问题还在深入讨论之中。
仙女座大星云
银河系有一个较密集的核。其他的一些星系也有星系核，如前面所提到的仙女座大星云就有一个较大的椭圆形的核。一般的星系中观测到的核只有1个。虽则天文学家强烈地期待着发现双核的星系，但以前一直未观测到。直到1979年4月，由美国、前苏联、前联邦德国、瑞典四国射电天文学家进行了联合观测，才发现了第一个双核星系。经计算，这个星系核的总质量为太阳质量的8亿倍，它的直径大于1光年。
星系的分布也与恒星分布相似，有不少是成群成团的。两个星系在一起叫双重星系，三个星系在一起的的叫三重星系，更多的如有成百上千，甚至几万个星系分布在较近的区域，称为星系团。星系团中最密的是在飞马座的星系团。
在这个最密的飞马座星系团中，平均在边长为100万光年的立方体中有58个星系，这比我们所观测到的宇宙空间中平均的星系密度要密40000倍之多。这个星系团距离我们1.4亿光年，直径达470万光年。
目前已观测到的星系团有3000个左右，其中距我们最近的是室女座星系团。它离我们“仅”约6000万光年。它东西横跨15°，南北延伸40°，占了很大一片天区，直径约850万光年。这个星系团也很亮，在249个最亮星系中，倒有203个星系是这个室女星系团的成员。这个星系团中一共约包含星系2500个。
距我们最远的星系团是3C295所在的星系团，它距我们约有50亿光年，比室女星系团远80倍以上。由于它太远了，即使用目前最大的望远镜，在照相底片上也仅呈现一些“尘埃”点，要细看才能分辨出来。
超星系是1953年法国天文学家对亮的星系做统计时发现的。在这个超星系中约有10万个星系，它是宇宙中已知的最大的系统。它们大致分布在一个与银河互相垂直的大圆环中，这个圆环虽然只占我们所看到的天区面积的1/10，但所有的亮星系倒有2/3是在这超星系系统中。经过细致的观测，发觉这个星系系统的圆环相当薄，环的直径比环的厚度要大5倍，这种现象在星系团中从未发现过。这个超星系的直径大到2亿光年。它的质量相当于1000万亿个太阳质量。
我们的银河系也是这个超星系的成员，但不在它的中心，而在离它外缘1000万光年左右的地方。这个超星系的中心在室女星系团中，因此室女系团也可看成是这个超星系的核心。这个超星系称为本超星系。
恒星在颜色方面各不相同，颜色主要反映它们的表面温度。太阳是一颗黄色的恒星，表面温度在10000℃左右，颜色呈白色，牛郎星、织女星都是白色的恒星；温度高达25000～40000℃时，恒星的颜色呈蓝色。猎户座ι(伐三)，是温度最高的恒星之一，它的表面温度高达40000℃以上，是一颗典型的蓝色恒星。
脉冲变星刍藁增二(鲸鱼座O)，是一颗红色的恒星，它的表面温度只有2000℃，可算是温度最低的恒星之一。但即使是这颗最“冷”的恒星，它的表面温度也足以使黄金和钢铁化成液体。至于温度比它高20多倍的猎户座ι星，它热的程度就难以想象了。
目前已测量了数以千计恒星的自转速度。不同类型的天体具有不同的自转速度。有一类恒星叫“B型发射星”(以符号Be表示)，它们赤道上的自转速度最大时可为630千米/秒。地球上看到的最亮的Be星是波江座α。
现在认为脉冲星是快速自转的中子星。有一颗中子星叫PSR0531，其自转周期仅为0.033秒，也就是一秒钟可转上30圈，它表面上的自转速度竟达2000千米/秒。
是否有自转速度最小的恒星?现在认为，主要集中在银河系核心的“第Ⅱ星族”这一类恒星，恐怕是自转速度最小的恒星，它的表面自转速度平均只有1千米/秒。
风驰电掣的列车在祖国大地上驰骋。你注意过吗?当它向你飞奔而来时，它的汽笛声特别尖锐刺耳，而一旦经过你的身旁后，声调一下降低了很多。这个现象称为“多普勒效应”。它在天文上有着广泛的用途。
多普勒效应不仅会使声音变尖(声波波长变短)变钝(波长变长)，也会使光的波长发生细微的变化。天文学家们利用精密的仪器由此测得了不少恒星的视向速度。
如果恒星远离我们而去，则光的波长会变长，天文上称“红移”，它的视向速度定为正值。反之，如果恒星在向我们飞来，则光波长变短，称为“紫移”，这种视向速度以负值表示。如牛郎星以26千米/秒的速度飞向太阳，便记作-26千米/秒。同样道理，老人星的视向速度为21千米/秒，表示它以这个速度在离我们而去。
在向我们飞来的恒星中，速度最快的是武仙VX星，视向速度值达-405千米/秒。这样的速度，从北京飞到南京不到3秒钟。而在离我们而去的恒星中，最快的是视向速度为543千米/秒的巴纳德星,它比一般的飞机要快几千倍呢!
从理论上讲，每一恒星都应有磁场。已发现了100多颗恒星的磁场强度高达10000高斯。有些恒星，由于磁场强度较小，或者因为它发出的光到达地球时已很微弱，或者上述两种原因兼而有之，因此暂时还无法测出来。
太阳的普遍磁场很弱，只有1～2高斯，而迄今已知的磁场强度最大的一颗正常恒星是HD215441，它的强度为34400高斯。白矮星的磁场强度比这还要大得多，为10万～1000万高斯。
有人认为，恒星的磁场强度与它的平均密度有某种关系，密度越大，磁场强度也越大。因此中子星的磁场强度比白矮星更大，其强度有1万亿～100万亿高斯。
星座是人们凭想象而划分的，因此它们并不均匀，肉眼可见的星数有多有少，“地盘”有大有小。全天最大的星座是“长蛇座”。它宛如一条巨蟒，从东向西绵延102°的天区(全天区长360°)，宽从天赤道北7°到南35°达42°，面积达1300平方度，占全天空总面积3.2％!整个长蛇座中，亮于5.5等的星有68个以上。5月夜空，当蛇头从正南方昂起时，它的蛇尾还隐在东方的地平线之下呢！
恒星和太阳一样，虽然看来很宁静安定，但实际上却不时有剧烈的物质抛射或爆发。太阳上就常常有相当8亿颗氢弹的大耀斑发生。
然而与新星和超新星相比，这简直算不了什么。
新星突然爆发时会比太阳亮上几万倍，即相当于爆炸千万亿亿颗氢弹，比太阳的耀斑大了几百万亿倍。这样的爆发有时能抛出1个木星的质量(1.9亿亿亿吨)，少说也有200万亿亿吨，比水星、金星、地球和火星四个行星的总和还大。
在公元前14世纪，我国的一片甲骨上已有新星爆发的最早记载。而中外史上都有记载的，是公元前134年6月爆发的那颗新星。
不过最厉害的还是“超新星”爆发，它的一次爆发又比新星强10万倍。每次超新星的爆发简直是恒星的大灾大难，它竟能把1整个太阳质量抛出去。恒星经过这样一折腾，常常土崩瓦解，进入它的晚年阶段——变成一颗白矮星或中子星，甚至黑洞。
起初，人们看到脉冲星以极其精确的时间间隔发出无线电脉冲，以为是地球之外的有理智的生物发来的电码，因此把脉冲星叫作“小绿人”。后来才意识到，这是一种奇异天体。英国学者休伊什在图书馆查阅大量科学文献进行深入研究，终于指出这种无线电脉冲是自转着的中子星发出的。现在已发现有400多颗脉冲星，绝大多数是发出无线电脉冲的射电脉冲星；只有金牛座蟹状星云中心的脉冲星和船帆座中的脉冲星，不但发出射电脉冲信号，还发出光脉冲信号。
那么，脉冲星为什么可以以精确的时间间隔发出脉冲信号呢?人们认为中子星在快速地自转着。例如，蟹状星云脉冲星每秒钟自转30次，还有每秒钟自转642次的脉冲星(PSR1937+214)。自转轴与中子星的磁轴是倾斜的，带电粒子能够沿磁北极和磁南极的方向上向外流出，在流动过程中产生2束辐射束，当中子星自转时，辐射束就扫过天空，如果我们正好在辐射束扫到的方向观看的话，那么每当辐射束扫过时，我们就看见一次闪光或射电脉冲信号。这就好像是海上旋转的“灯塔”，因此，这种理论又叫作“灯塔”模型。
每一颗自身发光的星都是一个“太阳”，像我们的太阳一样。也就是说，每颗恒星都是发热的气体的大星球。恒星上非常热，把一片钢放上去，会在弹指之间熔化。
在一个比较冷的恒星上，物质差不多接近流体，有点像熔炉里的熔铁。有些非常古老而完全冷却的恒星，物质的密度非常大，大约60千克/厘米3，这些恒星被称为“死星球”。
天文学家利用一种叫作“天文望远镜”的仪器观察恒星，用望远镜观测恒星发出的光，从中可以知道各星球有些什么物质，或温度的高低等情形。各星球的颜色也不同，有白色、蓝色、黄色和红色。通过颜色可判断这颗星球上存在哪里化学元素。各星球发出不同的光谱，表示各星球的温度不同，由光谱可以确定星球的温度。
当我们晚上仰望天空的时候，看不出星球之间有多大差别。只是看见有的稍微大一点，或稍微亮一点。而存在于星球间的最大不同，我们却看不出来。
恒星分类的方法之一是按照星球的光谱。光谱是把光线折射所产生的现象，星球的光谱排列次序是从蓝色到红色。太阳被列为黄色，是中间色。
蓝色的星大、热而且亮，表面的温度高达50000℃以上。太阳的亮度中等，表面温度大约为6000℃。红色星球被列为冷星球，表面温度在3000℃以下。所以你会看见有些恒星特别亮，有些恒星比较暗。
一颗星球的亮度，我们称为光度，光度是测定星球明暗的单位。如果星球的光度只有6度，除非用望远镜，肉眼是看不见的，1度的星球最明亮，我们已知的这类星球大约有20颗。20度的星球最少也有10亿颗，不过这许多星球只有用望远镜才能看得见。
如果我们夜间在远离城市照明区的乡村仰望天空，就能够看到大约2000颗恒星。在整个天空中，有5000~6000颗人们能够用肉眼看得见的恒星。然而，若通过高倍望远镜，就可见到数百万颗恒星。
太阳的周围有八大行星环绕，所以很有可能其他恒星也有自己的行星。然而，其他恒星距我们非常地遥远，以至于它们所拥有的任何行星由于相对太小，而使人们即使用最高倍望远镜也无法看到。不过，探测到其他恒星附近是否存在非常大的行星是可能的。如果一颗恒星有一个巨大的行星，那么行星的引力就会使恒星产生微小的摆动，从而可算出小天体的存在。1944年，在名为“天鹅61号”的天鹅星座，观测到了恒星运行时的摆动现象。在观测这次摇摆中，天文学家计算出了这颗行星是木星的15倍。1963年，在一颗叫“巴纳德”的恒星附近探测到了一颗行星，它相当于木星的1/2，与我们太阳系里的大行星十分相似。据天文学家推测，还有许多带有行星的恒星未被发现。
在后发星系团的中部有一个E型超巨星系M87，也就是NGG4486。在露光时间较短的照片上，我们可以看到有一发亮的长条从它的核心部分延伸出去，颜色很蓝，累积绝对星等达到-14等，相当于一个小的星系。在这个长条形伸出物的两端之外还有2个小的圆形的东西，和长条成一直线。这3个客体一定都是由星系的核抛出去的。1967年，又发现在该星系核的另一边，和上述三个抛出物正相反的方向，还有一个小的抛出物，并且在延长线上有六七个星系。这些星系有可能也是由M 87的核所抛出的物质形成的。抛出很大的一块或几块物质，这是星系核活动的一种形式。
星系核活动的另一种形式，是朝沿短轴方向抛射物质。在大熊座里有一个不规则星系M82(即NGG3034)，过去用混合光(白光)拍照，没有发现抛射。到1963年，有人改用单色光拍照，用和中性氢气体所产生的红色谱线相同波长的红光拍照，发现这个星系的核于150万年前发生过一次规模巨大的爆炸。M82星系核以1000千米/秒的速度沿短轴方向抛出了质量等于5.6×106太阳质量的物质，并发出磁阻尼辐射，成为一个射电源。类似的爆发在其他一些星系上面也发现了，有的比M 82更加厉害。例如飞马座星系团里光度最大的星系NGG1275，曾经发生过一次比M82还强烈的大爆发，抛出物质的速度超过3000千米/秒。
银河系的核今天虽然相当平静，但在演化史上它也曾经过核活动厉害的阶段。根据几方面的观测资料判断，银核于1300万年前发生过一次不算大也不算小的爆炸，在100万年时间内抛出不少物质。今天，在离银道面较远处(高银纬处)观测到了好些个气云，它们的运动速度在100千米/秒左右，有的正离开银道面，有的正接近银道面。这些气云有可能是银核在那次爆发中抛出的，有的还在离开核，有的已在落回核。在银心方向，离银心约3000秒差距处(离太阳7000秒差距)发现了一团物质，过去人们以为它是银河系的一条旋臂的一部分，由于从太阳看来它在人马座方向，因而被称为人马臂。现在人们认为，它不是旋臂，而是于1300万年前银核爆发时抛出的一团物质，它正好朝太阳方向走过来，由于速度不大，到现在还没走到半路。
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