太阳系大背景进化史(4)

　　大部分星际气体非常稀薄，可能每立方米只有几百个原子，只靠恒星发出的紫外线就能以热离子的形式在银盘中漂移。上个世纪70年代，天文学者发现，有时由于某些尚不完全清楚的原因，气体本身也能聚集成密集的云，这种云密度很大，恒星发出的光也无法穿透其内部，内部气体温度只有10到30开氏度，这让原子能够形成分子，如氢分子和一氧化碳分子，这时它们应该叫做“分子云”。但由于万有引力作用，分子云的密度也不稳定，一旦超过了临界密度，就会点燃核聚变反应而变成恒星。

　　这些云的恒星形成区也叫“恒星育儿所”，这里通常是混乱无序的：新生恒星以星风的形式猛烈地向外喷射着物质，并伴以大量的紫外线辐射。其中质量最大的也会很快死于超新星爆发;其他的扩张成红巨星并脱落掉最外层，最终结束生命。这些过程都会向更远的星系喷出气体，最终在那里变冷、凝聚，开始新一轮的循环。

　　“它必须能从某个地方获得气体。”澳大利亚国立大学的肯·弗里曼说。某个地方可能还有一个外部储藏库。人们通过X射线和极紫外波长望远镜观察到，有一团热气晕包围着银河系的恒星晕。这个气体储藏库还包围着其他星系，它的绝大部分是被电离的氢，大约在100万开氏度，从中心向外延伸几百千秒差距。它的密度很低，每立方米大约含有100个氢原子，但它的质量极大，至少相当于银河系中所有恒星的质量。“这正是一个巨大的储藏库!”弗里曼说，银河系造星运动用掉的物质只不过是其中的一小部分。

　　当热气晕变冷变稠密到一定程度，会落入银河系。“就像雾气中会凝结出水珠。”俄亥俄大学大卫·温伯格说，还可能产生人们观察到的高速云，落入银盘。反过来，这些云可能与“喷泉”有关(“喷泉”是恒星爆发成超新星时喷出的气体，能喷到银盘以外10千秒差距到100千秒差距远)。理论上，这些“喷泉”飞入气晕，吸收一些电离气体后再返回银盘，仍成为高速云。“我们看到一些物质出去，一些物质进来，但不能确定出去的物质和进来的物质是否一样。”温伯格说。

　　银核与银闩

　　在银河系中心，距离地球约8千秒差距的地方，有一个膨胀鼓起的核球：最古老的恒星都聚集在这里，大约有100亿岁那么老，质量大约是1010个太阳那么大。还有一条像门闩似的直线，长约2千秒差距到4千秒差距，将核球一分为二，这里的恒星更年轻。这条银闩的起源还有争议，但其他螺旋星系中也都有类似的银闩。

　　核球内部是一个巨大的黑洞，精确地坐落在银河系正中心，质量约为400万个太阳。我们这个“本地”黑洞还算是很小的，大部分星系都有一个黑洞，一般能达到几十亿个太阳质量。我们这个黑洞目前也不活跃，也就是说没什么东西被它吞掉。

　　然而它也曾经活跃过。2010年，哈佛—史密松森天体物理学中心的道格拉斯·芬克贝纳发现了两个泡泡，分别位于核球两边，方向与银盘垂直。每个泡泡有7600秒差距长，黑洞发出的X射线界定了它们的轮廓，还有少量微弱的伽玛射线喷流从星系中心射入泡泡内部。这两个泡泡和喷流都是活跃黑洞的特征，当有物质落入黑洞时才会这样，发出能量喷流，并在周围气体中产生振动波。

　　在星系中心有一个活跃黑洞，这种情况相当普遍。这可能是所有星系都要经历的一个阶段。据芬克贝纳推测，银河系的黑洞大约在1000万年前曾经活跃过，在此之前可能还有过活跃期。“如果它没吞掉过什么东西的话，质量不可能达到400万个太阳那么大。”