书城科普读物地球的终结
32900400000073

第73章 郊区

银河系最突出的特征就是:它是一个由绕着星系中心运转(和行星绕着太阳运转的方式类似)的恒星、气体和尘埃组成的扁平盘。这个盘体有1万光年宽,大概1光年厚,和地球的大气层类似,在盘体平面的上下,星系随着距离的增加慢慢地变得稀薄,因此很难确定它的实际厚度。这也取决于你如何度量它:明亮的、质量高的恒星倾向于附着在星系平面的附近,而质量较小的恒星位置非常高。所以厚度随着你选择不同的恒星标的而改变。由自身的引力聚在一起。它有着雄伟的、巨大的旋臂,看起来像是一个大风车。在宇宙中,旋涡星系很普遍,有些很小,相对模糊,有些很宏大,带有明显的旋臂。银河系属于后一种(实际上,至今发现的星系中很少有比银河系大的)。

旋臂很有意思。由于绕着星系中心运转的恒星在离中心更近的地方转得更快(和太阳系中的行星很像),旋臂最终会不会像绕着纺锤旋转的麻线一样卷紧呢?别担心,不会。它们并不像树枝一样“死板”。反之,天文学家们认为,旋臂更像是交通堵塞中形成的“长龙”。在一个城市里,交通堵塞并不是固定的特征;汽车进出阻塞地点,而这个地点持续存在。类似地,当恒星绕着星系的中心运转,它们进出旋臂,但是由于盘体中引力的作用,这个特征本身保持不变。

气云绕着星系中心运转的方式和恒星很像。当一个气云进入旋臂,它遇到交通堵塞,速度减下来。如果另一个气云紧随其后进入旋臂,它们两个就会相撞。这种星际间的“小车祸”使得气云被压缩,形成恒星。以这种方式产生的恒星的质量范围很宽,从非常低到非常高。质量最高的恒星非常明亮,点亮了旋臂。然而,它们的寿命很短(见第三章讨论超新星的部分),在其生命周期内不足以退出旋臂。既然明亮的恒星待在旋臂中,那么旋臂看起来就会很亮。再者,和低质量的、暗淡的恒星比起来,质量高的、明亮的恒星较少,因此旋臂中恒星的总数和旋臂之间的恒星数大体相当。只是在旋臂之间几乎没有明亮的恒星,旋臂也因此显得更加突出。

因此,旋臂是一个光纤的、明亮的、被活动和交通扰乱的地方。并且,和城市中喧闹的区域一样,这里也潜伏着危险。

首先,它们的拥挤本身就是一个最大的隐患。不过,并不是因为会发生碰撞:在一个星系中,两颗恒星相撞的几率是相当低的。实际上,假设所有的恒星被均匀地分布在整个星系中(只是假设),太阳与另一个恒星靠得足够近以致于两者的引力能相互作用的几率几乎为零!银河系中两个恒星之间的平均距离有数万亿英里,而恒星自身大概只有1万英里宽。假设在一个单边为5英里的空盒子里有两只苍蝇,它们之间的距离拉近到只有几码的几率能有多大呢?更不用说碰撞了。恒星之间也是如此。从我们人类的角度看,银河是一个相当“空旷”的地方。

因此,恒星相撞在银河这个大盘体中很少见。不过,一颗恒星要对我们产生影响并不需要靠得那么近。几光年以内的超新星无论从哪个角度讲都会产生“坏”的影响。一次数千光年外的伽马射线的爆发(GRB)也能对我们产生伤害。中子星也很危险。有些具有超强的磁场(比地球的磁场强千万亿倍)。这个磁场产生于恒星的内部,经过表面辐射出来。一次星震——就像是星球上的地震一样,但是按照里氏级别度量要在3级以上——能够剧烈地震荡磁场,产生一次超强的具有欺骗性的太阳耀斑的景象。释放出的能量是巨大的;24年12月,来自5万光年外的这样一个磁星(magnetar)发出的耀斑抵达地球,使得我们的大气层受到较大的影响。磁星很难监测而且很少见(在银河中只有少数几个),不过它们可能是星系中最危险的物体。它们是银河中的“黑帮老大”。

和它们之间的距离比起来,恒星不算大。不过有的恒星个头比较大,相遇的机会大为增加。这样一次“太空追尾事件”(rear-end)会使得地球上的白天非常明显地变暗……