银河系的“野蛮生长”

北辰

夏天的夜晚，当我们在郊外仰望星空的时候，就会发现天上一条模糊的亮星带，从南至北，这就是银河。

银河系是很大的天体结构，我们的太阳系就身处其中。银河系的体型太大，所以它的同伴只能被称为矮星系。一个“矮”字突出了同伴的级别。

一般的矮星系只有几十亿甚至是几万颗恒星。而我们的银河系明显“阔绰”太多，它由数千亿颗恒星组成，直径约为100000多光年，中心的厚度约为6000多光年。

美国麻省理工学院的助理教授安娜做了一个很有趣的研究课题。经过研究，她认为，银河系过去没有这么大，它是在吞噬周围矮星系的过程中才不断地长大的，并变成了如今的庞然大物。

过去，人们一直认为，银河系是个旋涡星系，就跟仙女座大星系一样。经过近几十年的研究，尤其是经斯皮策红外望远镜观测证实，银河系是一个棒旋星系，它的中心像一个棒子，而不是像一个旋涡。

不仅如此，斯皮策红外望远镜还证明，银河核心的棒状结构比预期的还大。

但是，这依然不影响我们原来对银河系的理解，从侧面看，它的外形就像两个扣在一起的盘子，恒星主要集中在中心，边缘地区较少，但在盘子的上侧和下侧，也并非空无一物，那里也有一些恒星，只是密度较小，看起来不是那么亮，这里被称为银河系晕。

要指证银河系在不断吞噬周围的矮星系，关键就要在银河系晕的外围找到证据。如果银河系吞噬了矮星系，这些矮星系的成员就会进入到银河系晕的外围。那么，天文学家们找到相关证据了吗？

在刑侦案件中，判断谁是真正的罪犯，最重要的证据莫过于DNA检测，DNA记录了一个人的生物遗传特性。实际上，恒星也有自己的DNA，那就是恒星的化学条形码，它清晰地显示着恒星中所包含的化学信息。星光中包含着恒星的基本信息，这早在牛顿时代就为大家所共知，让阳光通过三棱镜，就可以看到七彩光，七彩光就暴露了太阳上的化学元素信息。

一般的大型望远镜都装备有光谱仪，能够拍摄恒星的光谱。光谱仪可以将星光分解成一条条的彩色光带，光谱中出现的暗线是吸收线，那些吸收线就是恒星的化学条形码，相当于恒星的DNA，它能告诉我们被观测恒星上包含着哪些元素，以及那些元素含量的多少。

天文学家分析光谱仪发现，银河系晕外侧的一些恒星，它们的化学条形码显示它们内部的金属元素含量非常少。天文学家声称，这就足以证明，那些恒星是一群外来户，它们是被银河系俘虏来的。

等一下！凭什么因为人家金属元素含量少，就断定人家是银河系的外来户了呢？说话一定要讲证据的！

首先，需要说明一下的是，化学条形码所显示的，并不是我们平常所理解的金属元素，它们是较重的化学元素。宇宙在最初形成的时候，只有很简单的几种元素，分别是氢、氦和锂元素，它们既是最简单的元素，也是最轻的元素，是它们聚合在一起形成了最早的恒星。随着恒星的演化，这些元素就会演化成重元素。这些重元素伴随着超新星一起形成，超新星爆发之后，这些重元素——也就是金属元素会参与下一轮恒星的形成。

按照古人的说法，金也就是金属，也就是财富，说一个人有多少金就是说有多少钱，这种说法也适合在天文学上使用。尽管这里所说的金属元素只是碳、氧、氮、铁，但是在天文学中，它们被称为金属元素。

携带较多碳、氧、氮、铁的恒星，被称为富金属恒星；而缺乏这些元素的恒星，当然就是贫金属恒星。贫金属恒星，也就是恒星家族中的“穷人”。在银河系的晕中，就发现了宇宙中最缺铁的恒星，其铁元素的含量只有地球地核的1%，但是它的质量却是地球的30万倍。

银河系是一个比较大的星系，它有数千亿颗恒星成员，且大多数恒星会很亮，它们在不停地演化，以至于今天包含着太多的金属元素，这也足以说明，银晕里面的贫金属恒星是外来户，是被银河系俘虏来的。

贫金属恒星多存在于星系晕中，它们不愿意跟“富人”为伍。“富人”们喜欢炫富，它们生活在光芒明亮的银河系银盘里，相互攀比谁的光芒更明亮。但是，“穷人”就不能这样，星系晕就是它们的家园，那里堪称生活条件简朴的“贫民窟”。

以上说法，当然只是玩笑。贫金属恒星为什么只喜欢生活在银河系的银晕里呢？这引起了天文学家的兴趣。他们知道，还有另一个地方也是贫民窟，这个贫民窟就是矮星系。尤其是那些只有几千颗恒星的矮星系，更是贫金属恒星的家园，那里是实实在在的贫民窟。

一般认为，银河系周围的矮星系产生较早，它们是宇宙诞生之初的第一代恒星，保持着最纯朴、最原始的状态，它们是星系演化的活化石。也正因为如此，人们才努力寻找它们，试图揭示宇宙诞生之初的更多信息。

矮星系包含的恒星竟然出现在银河系，这就揭示了一个惊天的秘密：长期以来，银河系一直在吞噬周围的那些矮星系，这就是弱肉强食。

那么，银河系是如何做到的呢——实际上，它正是凭借着自己强大的引力，把矮星系的恒星逐渐吸收过来，从而使一些原本独立存在的矮星系分崩离析并消失得无影无踪。

如果我们能听懂，这些贫金属恒星一定会痛苦地向我们诉说：当年曾经发生过毛骨悚然的吞噬案件。

银河系吞噬矮星系恒星的案件，也间接告诉我们，银河系本来没有今天这么大，它是通过吞噬周围的矮星系不断壮大自己的。

这种吞噬同类的罪名可是很严重的，银河系可不愿背负：天文学家，你们这么说，有什么坚实的证据吗？

实际上，今天银河系的某些不正常行为显示，它确实很残暴——通过不断吞噬周围的矮星系，它正在实现野蛮生长。

在人马座方向，科学家发现有很多恒星，从人马座矮椭圆星系奔涌而出，构成恒星流，宛如一串巨大的恒星项链，环绕在银河系周围。它的跨度超过100万光年，包含了大约1亿颗恒星。

这一发现表明，这些排队奔向银河系的星流原来属于人马座矮椭圆星系。人马座矮椭圆星系是个小星系，成员较少，尽管它努力挣扎，但还是扛不住银河系巨大的引力，奔向了银河系。最终，星流在银河系的外围停止前进并在这里安家，直到它们逐渐适应了新的栖息之地。

目前，科学家已经发现了14条这样的恒星流，它们都是从银河系附近的矮星系被吸引来的。这表明，与银河系这个“富人俱乐部”为伍，并不是一件快乐的事情，稍有不慎就会被吞噬。

天文学家继续举证：能证明银河系吞噬同类罪名的证据，还不仅仅是这些。计算机演示宇宙诞生初期，在银河系的附近，诞生了大量的矮星系，它们围绕着银河系运行，就像是行星环绕着恒星运行那样。

但是现在，我们只能找到很少的一部分矮星系，要找到有几千颗恒星的矮星系更是困难重重。它们太黯淡了，在最初形成时，它们的个头就不大，光芒也不亮。且由于聚集的数量太少，就更无法与群星璀璨的银河系争辉了。

不过，科学家们确信它们存在，之所以找不到它们，过去科学家们认为是自己的望远镜不够先进。可是恒星流的发现，给了科学家们新的启示：也许，找不到的那些矮星系，早已成为银河系的腹中之物。（来源：蝌蚪五线谱 责任编辑/墓乔）