原星系的形成
在宇宙诞生后的第一秒钟，随着宇宙的持续膨胀冷却，在能量较为“稠密”的区域，大量质子、中子和电子从背景能量中凝聚出来。100秒后质子和中子开始结合成氦原子核。在不到两分钟的时间内，构成自然界的所有原子的成分就都产生出来了。大约再经过30万年，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的云，不久，星系就在其中形成了。
大爆炸发生过后10亿年，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。那时的宇宙较小，各个原星系之间靠得比较近，因此相互作用很强。于是，在较稀薄较大的云中凝聚出一些较小的云，而其余部分则被邻近的云所吞并。
意外发现云团
1989年夏天，阿雷西博射电天文台的一位负责人在位于室女星座η星东北1.5度的地方，意外发现了一团椭圆形星际氢云。天文学家海因斯从1976年以来，就开始系统收集天空中的这类星云，当他得知这片星云被发现后，便同发现者共同合作，对这块云团进行了深入的观测。
通过连续观测，他们得出了一致的结果：这块云团距离地球6500万光年，直径大约65万光年，比银河系大6倍以上，相当于太阳质量的210亿倍。他们认为，这块云团属于“原星系”，是一个演化很慢的星系。(www.guayunfan.com)
矮星系的假说
英国剑桥大学天文研究所的科学家麦克马洪和伊尔文通过对这块云团的观测，发现在云团内一些不太亮的物质中隐藏着许多蓝色区域，这些蓝区发射的光是由电离氧和电离氢形成的，也就是说，该星系含有由坍缩星际气体形成的新生恒星区域，说明这是一个已经成熟了的星系，应属于正常的矮星系。
但是，星云的发现者焦凡尼里则认为，麦克马洪和伊尔文观测到的星光，可能和他们看到的不一样，剑桥小组看到的大概是来自云团之前或以后的天体。美国加州工学院的迪奥戈维斯盖用2.5米望远镜摄得云团的光谱，光谱中有氢和二次电离氧的发射线，他认为这个云团是一种年轻的星爆矮星系，其中有氧的成分，说明它不是大爆炸留下来的原始物质。如果这个说法成立，将是对大爆炸宇宙学说的挑战。
矮星系是光度最弱的一类星系，有的矮星系是椭圆星系，也有的是I型不规则星系。天文学家称也许宇宙中最先形成的就是矮星系，而且是矮星系构成了大的星系。迄今为止，矮星系是宇宙中最多的星系，天体也是宇宙中最多的，是它们组成了最基本的宇宙。
星系的形成
在晴朗的夜晚里遥望，你会看见天空中有一条乳白色的带子，这就是人们所说的银河。当然，它并不是真正的河，而是由1000多亿颗恒星组成的天体系统，在天文学上叫银河系。
纵观银河系，太阳是很渺小的，它只是银河系中一颗普通的恒星。而在整个宇宙中，银河系又显得太微不足道了。像银河系这样的星系，迄今为止人类已发现了约1210亿个，其中离我们最远的距离达100多亿光年。作为恒星的巨大集群，每个星系所包含的恒星数目各不相同。有的是几十亿颗，有的是上千亿颗，星系的形态也是千差万别。
人类对于星系已经做了大量的研究和观测，但对星系是怎样形成的这个问题，至今却很难做出准确的回答。一般认为，星系是由原星系演化而来的，原星系又是由宇宙中星系的前身物质形成的，那么这些前身物质又是从哪里来的呢？天文学家提出了一些推测，但却始终无法做出定论。(www.guayunfan.com)
有种观点认为，星系的前身物质有可能是宇宙膨胀后的弥漫物质。在引力作用下，这些弥漫物质收缩并凝聚起来。如果凝聚的区域在星系团或超星系团尺度，那么其中就有可能出现许多凝聚中心。随着密度增大，星系团尺度的物质就碎裂成星系。
如果凝聚区域在星团尺度，就有可能先形成星团，再聚集成星系。在弥漫物质收缩凝聚过程中，第一代恒星就随之形成了。
这种观点相对容易了解，但根据有关计算结果，单靠自身引力作用，弥漫物质无法聚集成星系那么大质量的天体。于是有人认为，星系的核心是黑洞，是它以强大的引力把弥漫物质吸引到周围形成星系。也有人认为，宇宙处于辐射时代时，由于辐射很强，会引起等离子的湍流。当宇宙进入物质时代后，大大小小的涡流相互碰撞、混合，产生了强大的冲击力，使物质成团成块，逐渐演化成星系。
另一种观点认为星系的前身物质是宇宙早期的超密物质，在宇宙大爆炸的过程中，可能有一些物质延迟爆炸，称为延迟核。延迟核又称白洞，它与黑洞正好相反，不是把一切物质都吸引进去，而是把其中的物质全都抛出来。当延迟核开始爆炸时，它的密度要比周围的物质密度大得多，抛射出来的物质就形成了星系。
答：按照常用的哈勃分类，星系可分为椭圆星系、旋涡星系（包括棒旋星系）和不规则星系。
星系的演化
现在人们普遍认为，宇宙起源于一次大爆炸，大爆炸之后的宇宙，温度迅速降低。当温度降低到一定程度后（约4000K）各种粒子开始复合，宇宙间力的作用从辐射转向引力。在此30亿年后，星际物质团之间的引力开始出现不均匀性，这时，宇宙间就因引力的不稳定形成了星系。现代天文学家们用计算机模拟这一过程表明，如果天体形成于复合期以前或复合初期，则先形成星系团和超星系团；然后碎裂为星系和恒星。而如果形成于复合晚期，则先形成一些较小的团块，这些团块有的保留至今或球状星团，大部分则聚合为星系。
另一种学说认为，在宇宙初期等离子体复合以前，强大的辐射压引起了物质湍流。在物质复合中性化以后，辐射不再影响运动。但当初湍流的角动量保留下来，引起物质之间的碰撞、混合、相互作用使物质形成团块，这些团块就演变成后来的星系。(www.guayunfan.com)
关于星系的起源，除以上两种假说外，还有正反物质湮没说、超密物质碎裂说、延迟核说及宇宙膨胀连续创造说等。
在星系的雏形形成后，它们将开始收缩从而形成原始星云。在这一收缩过程中，第一代恒星产生了。在原星系的中心区域，收缩快，物质密度高，因而那里的物质形成恒星的几率较高；在边缘一些的地方，由于星系的自转阻止了赤道面上物质的进一步收缩，因此形成了扁平状的原星系，原星系经过激烈的活动，在几亿年的时间里形成了年轻的星系。在以后几百亿年的时间里，星系演化十分缓慢，一般处于一种较稳定的状态。
星系家族的成员
如果有朝一日我们能像电影《星球大战》中那样在各星系间来来回回地穿梭旅行，那么当我们在远离银河系的太空世界看我们的银河系时，就会发现银河系只是宇宙中一个普通的星系，就像其他几千亿个星系一样，这几千亿个星系散布在广阔的宇宙空间，就像飘浮在大海中的岛屿，所以有人也将星系称作“宇宙岛”，距离我们地球最近的两个星系是大小麦哲伦星云。它们是著名葡萄牙航海家麦哲伦在航行到南半球时所发现的，在北半球见不到它们。其中大麦哲伦星云距地球16万光年，小麦哲伦星云距地球19万光年。著名的仙女座大星云距我们有200万光年，它的大小和质量都比银河系大一倍以上。
通过对许多河外星系的深入研究发现，许多星系在总体结构上与我们银河系是相似的。对此，著名的美国天体物理学家加莫夫说过：“如果在仙女座大星云数以亿计的恒星当中，有一颗恒星所属的行星上有'人类’存在，那么他们看到我们银河系的形状，就和我们看到他们那个星系的形状一样。对此，天文学家们已没有什么怀疑了。”
从那几张用大望远镜拍摄的星系照片中可以看出，星系有各种各样的形状。有的呈圆形，中间厚边缘薄，像一个巨大的透镜；有的伸出几条长长的旋臂，像水中的漩涡；还有的呈椭圆状，天文学家们根据星系的特征将其分类，哈勃根据星系的形态，将其分为椭圆星系（用E表示）：漩涡星系（用S表示），不规则星系（用Irr表示）。后来又将其细分为透镜、椭圆、涡旋、棒旋和不规则五大类，当时发现的大多数星系均可纳入这几类。但后来，随着照相循天技术的进步，人们发现有些星系无法纳入哈勃的分类体系，所以有人提出了其他分类方法。如根据旋臂状态和绝对亮度来分的范登堡系统，根据形态、亮度、核、尘埃、聚变等特征来分的摩根系统，根据星系核的活动来分的阿姆楚巴米扬系统。
除此之外，按星系的质量可把星系划分为矮星系、巨星系和超巨星系几类。质量从几百万到几十亿倍太阳质量的，只能算星系中的小弟弟，我们称之为矮星系。质量从一百亿到一千亿倍太阳质量的，称巨星系，再大的就称作超巨星系了。
星系在宇宙空间大尺度内总体上是分布均匀的。全天亮于20等的星系有2000万个，平均像月球那么大一块天区就有100个，如果观测到23等，则星系总数可达10亿个以上。
但是星系在相对较小的尺度内并不是均匀的，它们常以集团形式存在。这种星系集团有二重、三重及多重等形式。统计表明，大约有半数以上的星系组成双重或多重星系，而这种多重结构又有进一步构成更大的星系群。例如，大、小麦哲伦星云属于双重星系，加上银河系则成了三重；这一三重星系又进而与玉夫星系等近距星系构成多重星系，而这一多重星系又与以仙女星云为中心的另一个多重星系构成星系群，称为“本星系群”。比星系群更大的星系则称为星系团。
从尺度上来说，星系的约为数万到十几万光年，多重星系的为几十万光年，而星系团的尺度则是500万光年。
同一星系团内的星系之间并非孤立的，它们彼此之间有一定的力学联系，到目前为止，已发现的这种星系团已达上万个，距离达10亿光年之遥，星系团大小差异很大。小的如本星系团，只有银河系、仙女星系等四十几个星系；而大的则有上千个明亮的星系，如后发座星系团。
所有星系团都在不停地运动。它们的运动特征有两个：①星系团整体的视向速度；②星系团成员星系之间的速度弥散度。观测表明，几乎所有的星系团都在离我们远去，并且距离越远，远离我们的速度越大。这就是著名的哈勃定律。例如，离我们约二千万光年的室女星系团，以每秒约1200公里的速度离我们远去；而距我们30亿光年的长蛇座Ⅱ星系团远离我们的速度达60000公里/秒。
由若干个星系团聚集在一起构成的更高一级天体系统称作超星系团。超星系团的质量约为1015—1017太阳质量，通常一个超星系团的成员只有2—3个星系团，拥有几十个星系团的超星系团是不多的。超星系团的尺度一般为几千万至1亿光年，它内部各星集团间的相互作用比星系团内部星系之间的小得多，因而有人认为，超星系团可能是一个巨大的不稳定物质系统。它的存在，表明宇宙中的物质至少在1亿光年的尺度内是不均匀的。
大多数人把我们目前观测所及的宇宙部分称为总星系。它的尺度有200亿光年。总星系的物质分布和运动是各向同性，即是均匀分布的。总星系中物质含量最多的是氢，其次是氦。总星系中所有天体谱线均有不同程度的红移，这表明总星系团在不停地膨胀，就像一个吹胀的大气球。有人以为这是由于宇宙起源于一次大爆炸。如果真是这样，那在宇宙中某个地方应有一个巨大的空洞。在最近，天文学家们用特殊的方法找到了一个巨洞，直径达三亿光年，这是对大爆炸理论的强有力支持。
看到这里，你也许会想起前面曾提到的德国天文学家朗伯格提出的无限阶梯式宇宙模型，从夸克原子核的结构，到地月系、太阳系以至超星系团、总星系，似乎正是按照这一阶梯模型构成的。那你会问，总星系以上和夸克以下的台阶是什么样的呢？这个问题现在已有了种种假说，但没有一个人能真正地回答。也许不久的将来。我们会弄清所有这些问题，并且第一个弄清它们的，或许就是你。
联系客服
