爱华网银 河 系
银河系包含了2000 亿颗恒星， 大部分皆位于 银 盘 内 ， 事实上， 差不多所有我们肉眼可见的星皆处身银河系之内。银河系直径十万光年， 厚度却只有一千光年， 换言之， 银河系是十分薄的， 下图事实上夸张了银河系的厚度。
位于银河系中心的是一个半径约二万光年的 银 核 ， 整个银盘连同银核被一个比银盘更大的球状 银 冕 所 包 围 。银冕内主要为年老的星， 它们有些在球状星团内， 有些则在星际物质中游荡。
银河系另一个重要的特征便是它的旋臂， 这些旋臂由中心延展至银盘边缘， 包含了无数年青的恒星。有趣的是， 根据力学定律， 这些旋臂是不稳定的， 由于外围恒星比近核心恒星走得慢， 最终会使旋臂结构毁灭。
旋 臂 为 甚 么 仍 能 存 在 呢 ？最广为天文学界所接受的说法是 密 度 波 理 论 。这个理论认为虽然恒星会以不同速度移动， 但星际物质的密度会产生波动， 在密度最高的波阵面会催生出新的恒星， 这解释了为何通常在旋臂会找到新生恒星， 而在其他地方只有古老恒星的原因。
太阳位于银河系的猎户臂， 距离银心约为半径的三分之二。要了解银河系的旋臂结构一点也不容易， 原因有二：
正所谓「 不识庐山真面目， 只缘身在此山中。 」 我们身处在银河系中， 不能从远方把银河系结构看清楚； 散 布 在 银 河 系 中 的 大 量 气 体 尘 埃 ， 阻 碍 了 我 们 的 视 线 。
为了把旋臂的结构勾勒出来， 方法是找出旋臂中特别丰富的氢气分布情况。在旋臂中的氢气分子云， 会发射出波长为21 厘米的无线电波， 只要探测这些无线电波在天空中的强度分布， 便可推算出旋臂的结构。另外﹐ 其他分子发出的无线电波也可帮助我们找寻旋臂的所在。
从地球遥望天际， 银河仿佛是一条镶满繁星的云带。由于银河上的星星实在太密太多， 古人以为银河是一条天河。银河系中心方向位于夏季星座人马座附近， 所以夏天比冬天的银河更璀璨而美丽。要欣赏「 银河落九天」 的景象， 便要在晴朗的日子， 找一处远离城市灯光的地方观看。假若你有幸看见漂亮的银河， 可别忘了找出尘埃线， 这些暗黑区域是尘埃阻掩背后星光所造成的。
(C) Anglo-Australian Observatory, David Malin 摄影.
除了可以看得见的部分， 我们相信银河系有不少天体是不发光的，统称为 暗 黑 物 质 ， 虽然它们肉眼不能见， 但引力却暴露了它们的存在。天体的公转速度， 取决于在它轨道内的物质的总质量， 如果所有物质都是看得见的， 那么绕着银河系旋转的轨道， 理应如红线所示， 但是天文学家却发觉它们比想像中走得更快， 暗示银河系的质量比所见的大。我们相信暗黑物质不仅存在于银河系中， 并且充斥整个宇宙， 这些物质究竟是什么东西， 可惜到目前仍然所知有限。
星 系 的 分 类
宇宙中约有1000 亿个星系， 若我们把所有可见星系在天空的方向绘在图上， 我们会得到以下结果：
图中中间的水平线标示出银河系平面， 银河系的气体尘埃除了掩盖了背景星光， 亦同时遮蔽了遥远的星系， 撇除了这个因素， 我们会发觉星系在天空的分布是颇为平均的。
其 它 星 系 是 甚 么 模 样 的 呢 ？星系有不同的大小和形状， 可以分为三种类型： 椭圆星系、 旋涡星系和不规则星系。
(C) Anglo-Australian Observatory, David Malin 摄影.
椭 圆 星 系 ： 图中的是M87 星系， 是一个典型的椭圆星系。它们通常包含较年老的恒星， 有些矮椭圆星系只有约一千万颗星， 和大球状星团相差不远。在不久之前， 我们相信这是最普遍的星系， 但现在我们认为不规则星系才是最普遍的星系。
鸣 谢﹕ NASA.
旋 涡 星 系 ： 旋涡星系同时拥有年老和年青的恒星， 它们通常比椭圆星系光。旋涡星系可细分为两种： 普通的旋涡星系和棒旋星系。棒旋星系的核球呈长型， 有点像一根棒， 这是棒旋星系名称的由来。上图为M31 仙女座大星系， 它是一个普通的旋涡星系， 距离地球只有二百万光年， 下图的是一个棒旋星系。
鸣 谢﹕ STScI.
不 规 则 星 系 ： 顾名思义， 这种星系形状是不规则的， 近南天极的大小麦哲伦云是银河系的伴星系， 虽然它们肉眼可见， 可惜位于北半球的香港看不见。
(C) Anglo-Australian Observatory/Royal Observatory, Edinburghand Photograph from UK Schmidt plates by David Malin.
(C) Anglo-Australian Observatory/Royal Observatory, Edinburghand Photograph from UK Schmidt plates by David Malin.
椭圆及旋涡星系皆可根据天文学家哈勃首创的方法再细分为次型， 有如下图所示。要注意的是不要以为这图显示了星系的演化方式， 事实上我们对星系如何演化仍不大了解。
星 系 的 距 离
二十年代之前， 人类并不知道星系是非常遥远的天体， 还以为它们只不过位于银河系之内。今天， 我们主要用两种方法量度星系的距离， 第一种是我们在 第 十 三 章 已谈过的造父变星， 而另一种便是依靠I 型超新星。还记得I 型超新星是足以令中心白矮星炸毁的新星爆发吗？科学家发现原来所有这种超新星爆发的光度都是差不多的， 所以我们只要找到这种超新星， 便可以由它的视亮度推算出它和地球的距离， 从而得知它所处身星系的距离。
I 型超新星比造父变星光亮， 所以能够量度更遥远星系的距离， 唯一缺点是不经常有I 型超新星爆发。基本上这两种量度星系距离的方法有各自的优缺点， 无论如何， 它们都是天文学家不可或缺的 量 天 尺 。
星 系 碰 撞
星系的平均距离是它们大小的20 - 40 倍( 相对于恒星距离和大小的比例是数千万) ， 因此星系发生碰撞的机会十分大。
即使星系发生碰撞， 它们之间的恒星会发生碰撞的机会差不多等于零， 但相互的引力作用会改变了恒星的分布。大量恒星会随喷流抛出， 而两个星系最终会结合为一， 有些拥有多重星系核的星系， 可能便是过去星系碰撞所造成的结果。星系碰撞也会催生新的恒星。
鸣 谢﹕ STScI.
鸣 谢﹕ STScI.
星 系 碰 撞 亦 可 能 形 成 了 活 动 星 系 ， 这种不寻常的星系会由星系中心放射出大量的红外线、 紫外线及X 射线， 所以我们称它的核心为 活 动 星 系 核 。其实我们仍不大清楚活动星系的形成过程， 亦不知道星核放射出大量辐射的机制。最流行的理论是星系中心有一个特大质量黑洞， 当星系物质流进黑洞的时候， 就会产生出大量的能量， 而中心内的黑洞可能便是星系碰撞时形成的。
另 一 类 有 趣 的 天 体 便 是 类 星 体 ， 在可见光波段看来， 它们非常细小及暗淡， 有如普通恒星一样， 但是在红外线及无线电波段， 它们却很光亮。它们的频谱有极大的红移﹐ 显示它们离我们极之遥远( 请参阅 第 十 九 章 ) ﹐ 我们可以肯定它们所发出的能量非常惊人， 甚至比附近的活动星系更厉害， 它们可能是中心有特大质量黑洞的年青星系。
鸣 谢﹕ NOAO/NSF.
