這些小系統(tǒng)環(huán)繞大星系運(yùn)動(dòng),但漸漸地被拉了過來。最終它們的軌道變形到經(jīng)常穿越大星系的星系盤。而每次穿越都會(huì)被大星系奪走氣體和塵埃。經(jīng)過這樣的幾個(gè)回合,小星系徹底喪失了自己,成為更大的系統(tǒng)的一部分。這就是等待銀河系最顯著的兩個(gè)伙伴——大小麥哲倫云的命運(yùn)。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的美麗的超深空視野照片,在它的繼任者出現(xiàn)之前可能一直是獨(dú)一無二的。圖中那些星系的異常顏色體現(xiàn)出我們所掌握的、本書中心議題的最根本的證據(jù),這就是宇宙確實(shí)在膨脹。這眾多天體的不同顏色代表著不同的紅移。天體越紅,看上去就離開我們?cè)娇?。我們看到的光線在大爆炸后7億年——宇宙年齡的5%——時(shí)就離開了它們。通過對(duì)地基望遠(yuǎn)鏡獲得的這些星系的譜線位置的分析,已經(jīng)證實(shí)了這一點(diǎn)。
貫穿這一時(shí)期,這些結(jié)構(gòu)還是通過自身引力造成的物質(zhì)收縮來形成,就像在黑暗(或昏暗)時(shí)期那樣。這當(dāng)中也包括最后形成銀河系的種苗。銀河系的大小超過了平均值,但也不是非常特別。它相當(dāng)于1000億個(gè)太陽的質(zhì)量,但趕不上鄰近的仙女座旋渦星系。本星系群也不是特別突出,其他的星系群要龐大得多。平均在6000萬光年處的室女座星系團(tuán)包括1000多個(gè)星系。
我們的星系:銀河系
年輕的星系中儲(chǔ)備有大量的氣體和塵埃,可以轉(zhuǎn)變成恒星。這些星系的光芒主要發(fā)自明亮年輕的藍(lán)色恒星,看上去和我們的星系——一個(gè)非常正常的旋渦星系很相似。在討論其他星系之前,有必要詳細(xì)地了解一下銀河系。我們知道它是旋渦狀的,其中心距離我們26000光年。整個(gè)系統(tǒng)的總直徑超過10萬光年,看上去像一個(gè)雙凸透鏡(或兩個(gè)背靠背疊在一起的煎蛋)。沿著這個(gè)系統(tǒng)的平面望去,可以看到許多星星幾乎排在一條線上,形成了從太古時(shí)代起就被稱為銀河的橫跨夜空的壯麗的光帶。中心核球(煎蛋蛋黃)的直徑約2萬光年。平面之外離開星系盤,在我們稱之為銀暈的地方有巨大密集的球狀星團(tuán)和許多流浪的恒星。
銀心不易看到,因?yàn)橹虚g有太多遮蔽的物質(zhì)。但是射電波和X射線則不受阻礙。銀河系中心位于人馬座的繁星之后,其精確位置是人馬座A*(讀作人馬座A星),是一個(gè)很強(qiáng)的射電源。在中心區(qū)有盤繞的塵埃云和能量巨大的恒星組成的星團(tuán)。在很靠近真正的中心的地方有一個(gè)260萬倍太陽質(zhì)量的黑洞。其證據(jù)來自星表編號(hào)為S21、質(zhì)量是太陽15倍的一顆恒星。長期的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)它在圍繞著一個(gè)中心天體以15.2年的周期運(yùn)動(dòng)。它離中心天體最近的距離只有17光時(shí)(光速×小時(shí)),已經(jīng)貼近黑洞“事件邊際”的邊緣。在那個(gè)界限之內(nèi),任何東西都無法逃出。它繞行的速度是驚人的每秒5000千米。從它運(yùn)動(dòng)的方式可以推斷出中心天體的質(zhì)量。這一質(zhì)量是如此巨大而又局限在如此狹小的體積內(nèi),除了黑洞,別無可能。