第三章　恒星：銀河系的大明星

各種各樣的恒星

恒星和星系

各種各樣的恒星與螺旋星系（例如太陽所在的銀河系）中的各種不同區(qū)域相關(guān)。螺旋星系有著凸起的核以及由恒星構(gòu)成的扁平圓盤。存在于螺旋星系球核中的大量恒星主要是老年恒星，它們被稱為Ⅱ族恒星，是在星系年輕時形成的。這些恒星上缺少比氦更重的化學(xué)元素（金屬），這些元素只能在早期的大質(zhì)量恒星的爆炸中產(chǎn)生。凸起的核中的恒星軌道由于星系的自轉(zhuǎn)被拉平。

所有恒星都存在于星系盤中，這一盤狀結(jié)構(gòu)的最主要特征就是旋臂。盤中包含著年輕的大質(zhì)量恒星，其中一些不到100萬歲并具有很高的亮度，它們的亮度蓋過盤中其他恒星。這些年輕恒星的溫度很高，以至于發(fā)出強烈的明亮藍光。它們與其他的一些較輕恒星如太陽一起，被稱為Ⅰ族恒星。與年老并且缺少金屬的Ⅱ族恒星不同，它們包含有金屬。

星系盤中的恒星在環(huán)繞星系中心軌道上運行。標(biāo)示出旋臂的藍色巨大恒星在旋臂的前沿生成。在這里，星際介質(zhì)被壓縮到足以發(fā)生崩塌形成新恒星的程度。大質(zhì)量恒星生命周期很短，在幾百萬年后它們以超新星的形式爆炸。這發(fā)生在旋臂的后緣，這些恒星甚至沒能完成環(huán)繞所在星系一周。

太陽等較暗的小質(zhì)量恒星在數(shù)十億年間穩(wěn)定地發(fā)光并且環(huán)繞星系核數(shù)次。在這一過程中，它們不斷地進出旋臂，并不受旋臂中發(fā)生的過程的影響。隨著恒星的生成過程繞整個星系運動，懸臂看起來發(fā)生了轉(zhuǎn)動。這一旋轉(zhuǎn)與恒星的單個軌道實際上是不相關(guān)的。

在星系的暈中同樣存在著恒星。除了存在球狀星團中年老且缺少金屬的Ⅱ族恒星，還存在著游蕩于這一區(qū)域?qū)儆谥餍窍档膯蝹€恒星。這些恒星周期性地穿過星系盤，被稱為高速恒星，這是由于它們在相對于星系盤面呈大角度的方向上速度較快——盡管它們并不比周圍的恒星移動得更快。具有垂直高速特征的鄰近太陽的恒星只是鄰近太陽系的短期訪客，它們很快就會回到銀暈中。

↓位于后發(fā)星座的M100是一個典型的螺旋星系。哈勃空間望遠鏡拍攝的這一照片顯示了由年老且缺乏金屬的黃色Ⅱ族恒星構(gòu)成的星系核；由年輕的灼熱且富含金屬的Ⅰ族恒星構(gòu)成的明亮藍色旋臂。

1.北斗五2.北斗二3.北斗六4.北斗四5.北斗三6.北斗一7.北斗七

↑↑恒星的位置被距離所掩蓋，因此其變化需要經(jīng)過很長的時間才能被發(fā)現(xiàn)。在10萬年前觀察北斗七星的觀測者看到的是左下方的圖樣，與現(xiàn)在我們看到的位于上方的圖樣以及在下方10萬年后的圖樣相似但不相同。我們觀測恒星時將它們看作是在同一距離上，但它們卻是位于宇宙中不同的距離上。