第三章　恒星：银河系的大明星

各种各样的恒星

恒星和星系

各种各样的恒星与螺旋星系（例如太阳所在的银河系）中的各种不同区域相关。螺旋星系有着凸起的核以及由恒星构成的扁平圆盘。存在于螺旋星系球核中的大量恒星主要是老年恒星，它们被称为Ⅱ族恒星，是在星系年轻时形成的。这些恒星上缺少比氦更重的化学元素（金属），这些元素只能在早期的大质量恒星的爆炸中产生。凸起的核中的恒星轨道由于星系的自转被拉平。

所有恒星都存在于星系盘中，这一盘状结构的最主要特征就是旋臂。盘中包含着年轻的大质量恒星，其中一些不到100万岁并具有很高的亮度，它们的亮度盖过盘中其他恒星。这些年轻恒星的温度很高，以至于发出强烈的明亮蓝光。它们与其他的一些较轻恒星如太阳一起，被称为Ⅰ族恒星。与年老并且缺少金属的Ⅱ族恒星不同，它们包含有金属。

星系盘中的恒星在环绕星系中心轨道上运行。标示出旋臂的蓝色巨大恒星在旋臂的前沿生成。在这里，星际介质被压缩到足以发生崩塌形成新恒星的程度。大质量恒星生命周期很短，在几百万年后它们以超新星的形式爆炸。这发生在旋臂的后缘，这些恒星甚至没能完成环绕所在星系一周。

太阳等较暗的小质量恒星在数十亿年间稳定地发光并且环绕星系核数次。在这一过程中，它们不断地进出旋臂，并不受旋臂中发生的过程的影响。随着恒星的生成过程绕整个星系运动，悬臂看起来发生了转动。这一旋转与恒星的单个轨道实际上是不相关的。

在星系的晕中同样存在着恒星。除了存在球状星团中年老且缺少金属的Ⅱ族恒星，还存在着游荡于这一区域属于主星系的单个恒星。这些恒星周期性地穿过星系盘，被称为高速恒星，这是由于它们在相对于星系盘面呈大角度的方向上速度较快——尽管它们并不比周围的恒星移动得更快。具有垂直高速特征的邻近太阳的恒星只是邻近太阳系的短期访客，它们很快就会回到银晕中。

↓位于后发星座的M100是一个典型的螺旋星系。哈勃空间望远镜拍摄的这一照片显示了由年老且缺乏金属的黄色Ⅱ族恒星构成的星系核；由年轻的灼热且富含金属的Ⅰ族恒星构成的明亮蓝色旋臂。

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

↑↑恒星的位置被距离所掩盖，因此其变化需要经过很长的时间才能被发现。在10万年前观察北斗七星的观测者看到的是左下方的图样，与现在我们看到的位于上方的图样以及在下方10万年后的图样相似但不相同。我们观测恒星时将它们看作是在同一距离上，但它们却是位于宇宙中不同的距离上。