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）中的各種不同區域相關。螺旋星系有著凸起的核以及由恒星構成的扁平圓盤。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元素（金屬），這些元素只能在早期的大質量恒星的爆炸中產生。凸起的核中的恒星軌道由于星系的自轉被拉平。

所有恒星都存在于星系盤中，這一盤狀結構的最主要特征就是旋臂。盤中包含著年輕的大質量恒星，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繞星系中心軌道上運行。標示出旋臂的藍色巨大恒星在旋臂的前沿生成。在這里，星際介質被壓縮到足以發生崩塌形成新恒星的程度。大質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。這發生在旋臂的后緣，這些恒星甚至沒能完成環繞所在星系一周。

太陽等較暗的小質量恒星在數十億年間穩定地發光并且環繞星系核數次。在這一過程中，它們不斷地進出旋臂，并不受旋臂中發生的過程的影響。隨著恒星的生成過程繞整個星系運動，懸臂看起來發生了轉動。這一旋轉與恒星的單個軌道實際上是不相關的。

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域屬于主星系的單個恒星。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族恒星構成的星系核；由年輕的灼熱且富含金屬的Ⅰ族恒星構成的明亮藍色旋臂。

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，因此其變化需要經過很長的時間才能被發現。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。