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第二章（第1页）

第二章

宇宙成员的神秘探索

宇宙中有多少星

过去多数人认为，浩如烟海的宇宙是无穷无际的，所以这个问题毫无意义。但近代有众多的证据表明，宇宙可能是一个有限但没有边界的时空。所以它拥有的星数不应当是无穷大。而且，事实上宇宙中有多少星，有多少质量的物质，本身就是一个极其重要的、有关全局的大问题，它直接关系到宇宙今后的“命运”——是像现在那样一直膨胀下去，还是到一定时候会变胀为缩?但这又是当前无法正确回答的大难题。就目前最新资料而言，宇宙中大约包含有近2000亿个星系，如以银河系中有的星星数作为每个星系所含恒星的平均数，即每个星系内有3000亿颗星，那么，宇宙中应当共有600万亿亿颗星星。如果我们每秒钟能数上10颗星，这些星也要你昼夜不停地数上2万亿年!

宇宙“长城”之谜

前些年，美国哈佛一斯密森天体物理研究中心的科学家玛格特·盖勒和约翰·赫奇勒曾经宣布，他们首创的三度空间图像表明，宇宙建立在许多巨大空间的四周。这些空间看起来就像洗脸盆上的肥皂泡，而大大小小的星系就依附在“泡沫”上。有的光度均匀、结构对称的环。它们虽有着酷似行星状星云的美丽外表，实质上却是一个星系。用世界上最大的天文望远镜可以看见它清晰的倩影：核心呈红色，环则有些发蓝。这类天空中的特殊星系又叫华格天体。

有关华格天体的谜比较多。当初美国洛韦尔无文台台长华格发现这类天体时就曾指出，要产生一个半径为20角环的环，起引力透镜作用的天体质量要比正常星系的质量大好几个数量级才有可能。以华格天体的质量，还不具备这个能力。

美国天文学家奥康涅尔等人曾专门研究过星系的环，但与椭圆星系的环相比，华格天体的环具有特殊性，它光度均匀，结构对称，十分完美。他们还拍摄到了华格天体的光谱，谱线红移相当于每秒12750千米，证明这种天体确实是在银河系之外。

以色歹0特拉维夫大学天文台的布洛施，通过对华格天体的研究，又有了新的收获。他发现，华格天体的环发出的光比核发出的光还要强。他经过深入研究，认为华格天体的环属于旋涡星系的环中的一种特例，是由星系盘的某种不稳定性造成的，也就是说，星系中棒状结构的不稳定性，搅动星系盘面形成了星系的环状结构。

卡耐基学院的弗·施维策等人通过对华格天体的研究，得出了与布洛施不同的看法。他们认为，华格天体是透镜星系中的一

“肥皂泡”相当大，直径达到15亿光年。

但是，这些“肥皂泡”是怎样产生的?构成星系的物质是如何空出这么巨大的区域来的?诸如此类的问题，在科学界引起激烈争论。有人认为，是大爆炸将物质从空间中心推向四周，从而形成“泡状”。这种说法存在着很大问题，因为它无法解释物质怎么能跑完这么长的路程，形成这么巨大的空间。

最近，有人又发现了横跨天穹的一个狭长星系。这个星系长约5亿光年，宽约2亿光年，厚约1500光年。这是天文学家迄今为止发现的最庞大的宇宙结构。美国《科学》杂志详细报道了这一发现，并将其命名为“长城”。

这道肉眼看不见的呈曲线形的“长城”，离地球大约2亿～3亿光年。由于距离遥远，它在一般的天文摄影照片上显示不出来。

在这一新发现之前，宇宙中最大的发光结构被认为是银河系超星系团。“长城”的发现，又增加了问题的神秘性，在太空中很可能还有更巨大的结构体在等待人们去发现。

星系“环状结构”之谜

木星、土星和天王星等行星都有环，但这并非是它们的、“专利”，人们可能难以相信，拥有千百亿颗恒星的庞然大物——星系，也会用环来“装饰’’自己。

天空中确有这样一类星系：它们中心呈恒星状，周围有一个种特例。这种天体的环的形成，是一星系被另一星系吸积的结果，换句话说，大约在二三十亿年前，另一星系与华格天体相吸后又分离，环状结构正是另一星系被“打劫”留下的“买路钱”。

以上几种解释，都有一定的道理，也都有不完善的地方，现在还无法断定谁对谁错。但毫无疑问，华格天体正日益受到人们的关注，人们期待着随着科学的发展，最终能解开这个谜。

类太阳系星系

在一个类似太阳系的恒星系统奄奄一息之际，天文学家们观察到在距它5光年以外的地方，有数十亿颗慧星同时燃烧消失。研究人员日前在一个新闻发布会上说，他们发现从狮子座星系中一颗成熟的、膨胀的红色大恒星中涌现出大量的水，首次表明地球不再是惟一一个生命必需元素——水的存在地。

操作沿低地轨道运行的亚毫米波天文学卫星（SWAS）的科学家们并没有打算进入天体生物学领域。SWAs被用来测量星系周围云层中的水、氧气和碳。天文学家们利用它观测了一颗名为CWLeortis的恒星，发现恒星中的水分比它应该有的要多10000倍。于是他们得出结论说，拥有这么多水的惟一可能是同时蒸发10亿颗由冰组成的彗星。SW．AS小组的成员、美国约翰·霍普金斯大学的戴维说：“只有慧星的水量接近于SWAS看到的这么多的水量。我们相信，我们正在目睹60亿年后太阳系末目的一幕。”

看来，is正在吞噬着环绕它的小冰块天体。这些天体就像处于冥王星和海王星之外的环绕太阳运行的天体带（KB0s）一样，当KB0s飞近太阳时就会变成活跃的彗星。在is的核燃料越来越少时，这些小冰块天体就会像气球一样膨胀起来，其大小相当于太阳到木星之间的距离，并且发出比它正常亮度大5000倍的光。来自美国夏威夷大学的天文学家欧文说：“如果他们的解释是正确的，我们发现的就不是绕其他恒星运行的巨大行星，而是彗星。这有助于我们发现新的行星，发现被可能形成的大气层及海洋气体围绕的行星。”

宇宙中有没有“地外行星”’

太阳系内可能再也没有未发现的大行星了，但这不等于宇宙中没有大行星。因为宇宙之大，可以无所不容，光我们银河系内，就拥有三四千亿颗恒星，与太阳同类的G型星，少说也有好几百亿颗，硬说这些恒星都没有自己的行星或行星系统，太阳系是宇宙中的惟一，这是何等的荒谬。进入空间时代后，人们用多种方法开始寻找我们的“表亲”，1983年，红外天文卫星首开记录，发现在织女星旁就有一个不小的行星系统。此后，好消息接踵而来，尤其是一些新方法的运用，使得地外行星的成员很快增加起来，到2001年3月，已知的这种天体已经超过了50颗。当然，由于观测上的限制，这50多颗地外行星的“个头”大多比木星还大，因而是温度较高的气体团，基本上不会有生命存在。

星系有几种类型

常言说得好：“天外有天”，银河系虽然硕大无朋，但在浩如烟海的宇宙中，又只是“沧海一粟”了。以前认为，宇宙中的星系在200亿个上下，但“哈勃”太空望远镜探测的资料证明，星系数当在2000亿以上，比过去多了近10倍。根据统计，绝大多数星系（约占80％）都是与我们银河系类似的“旋涡星系（S）”，它们最显著的特征是有几条很优美的旋臂。旋涡星系的大小在5～50千秒差距间，质量则介于太阳质量的10亿～1000亿倍问；第二类星系（约占17％）是椭圆星系（E），它们的外形如一个扁度不一的椭圆。这类星系的悬殊极大，直径大小有200倍之差，在1～200千秒差距间，质量则可相差近1亿倍，在30万～10万亿（太阳质量）间；另外还有少量的说不上什么形状的“不规则星系”，它们一般都较小，大、小麦哲伦星系则是其代表。

最大的星系有多大

在星系中，1974年最大星系的记录是3C236，它位于小狮座方向上，其直径为5800千秒差距，是银河系直径的230多倍!但在1980年德国天文学家报告说，他们发现了更大的3C345。这个发出强射电的星系的直径竟是23900千秒差距，又足足大了3倍多——如果把我们银河系比作一个直径20厘米的铁饼，那么，3C236就相当于一个标准好冰池，而这个3C345简直就可作为一座“万人体育馆”了。与此相反，最小的星系是我们的近邻之一天龙星系（距我们67千秒差距），它的直径只有0。3千秒差距，按上述的比例，它只能比作一颗小小的绿豆了，如果不是“近水楼台”，恐怕不容易被发现呢。

星体互相“吞食”之谜

我们知道，宇宙中星体之问距离十分遥远，相互靠近的机会很少。但天文学家经过观测和研究，发现星体之间也存在互相“吞食”的现象。科学家把这类星体称为宇宙中的“杀星”。

前不久，美国天文学家就发现了这样一颗“杀星”。有两颗恒星，本来是一对双星，都已进入晚年，均属自矮星。这两颗恒星体积很小，可质量要比太阳大得多。经观测发现，这两颗恒星靠得很近，相互围绕对方旋转运动。其中一颗大的恒星，时刻都在吞吃比它小的那颗恒星。大恒星把小恒星的外层物质剥下来吸到自己身上来，使自己越来越“胖”，体积和质量不断增大。而那颗被吞食的恒星，逐渐变得“骨瘦如柴”，现在只剩下一个光秃秃的星核了。

不但星体之间存在着互相“吞食”的现象，星系之问也在互相“吞食”。现在有一种理论认为，宇宙中的椭圆星系就是由两个旋涡扁平星系互相碰撞、混合、吞食而成的。有人曾用计算机做过模拟实验：用两组质点代表星系内的恒星，分布在两个平面内，由于引力作用，以一定的规律相向而行，逐渐趋于混合。在一定条件下，两个扁平星系经过混合确能发展成一个新的椭圆星系。

在宇宙中．除旋涡扁平星系和椭圆星系外，还有一种环状星系。天文学家们发现，在这类星系中，恒星分布在环状圈内，有时环中央没有任何天体，有时有天体，有时环上还有结点。有人认为，这种环状星系的形成，是两个星系互相碰撞、互相吞食的结果。环中心的天体和环上结点，鞔是它们相互吞食后留下的痕迹。

加拿大天文学家科门迪通过观测还发现，某些巨大的椭圆星系，其亮度分布异常，好像中心部位另有一个小核。他认为，这就是一个质量小的椭圆星系被质量大的椭圆星系吞食的结果。

前面说过，星体之问、星系之间距离都非常遥远，互相碰撞和吞食的机会很少。所以，要想证实以上说法能否成立，还需要一定的时间。

银河系的外形