1.星系的出现和形成

散落在宇宙中的餐盘状的星系实际上是很多恒星因引力作用聚合而成的。有些星系呈碟状，有些呈椭圆形，还有一些则是不规则的。最小的星系也包含有约100万颗恒星，而最大的则是这个数字的100万倍。而且，宇宙中存在的星系数量或许比银河系中存在的恒星还要多。这些星系究竟是如何产生的呢？是在恒星形成前由尘云构成的吗？还是恒星先产生呢？这些问题都还没有答案，科学家们也都只是推测。

天文学家甚至还不清楚星系是什么时候开始形成的，更不用说是如何形成的了。一些研究人员认为星系形成于大爆炸之后的100万年，同时还有一部分研究人员认为，星系形成于大爆炸后近10亿年时更为可信。或许最接近的说法是：星系就形成于这两个时间之间。幸运的是，我们已经确切知道了一些事情。在星系存在之前，从大爆炸中诞生的宇宙是一个充斥着氢气和氦气同时混合着大量暗物质的宇宙气团。初期的宇宙气团像云团一样分布不均，有些地方要厚密一些，这是剧涨时期造成的结果。这些厚密的地方因为具有更强的引力作用，所以会逐步吸收周围的物质，使自身更加厚密。在此之后，气团开始分散，形成由物质吸聚的气块。

关于星系的形成有两种主要的观点，但观测到的证据表明“吸聚”过程比较可信，离我们最近的证据就是银河系。银河系是碟状的，但其周围围绕着一个由星群组成的巨大球形晕轮，其中的恒星如同黄蜂围绕着蜂巢，云集在银河系周围。在这个球形群中，恒星之间年龄各异，差距达到了上亿年。天文学家知道这一点是因为他们从恒星的颜色来辨认年龄，一般来说，恒星年龄越大，其颜色就越红。一些恒星看上去比其他的要红，所以这些恒星的年龄比较长。

这意味着球形星群以及我们所在的星系不是同时形成的。事实上，银河系的形成过程大约有几十亿年，在这期间，它逐渐吸收更多的气团以形成恒星。

2.恒星的质量和距离

不断收缩的原恒星变得更热。物体温度越高，其内部的原子运动就越激烈。当原恒星内部温度达到1 500万℃（2 700万°F）时，其内部的氢原子运动速度加快，它们彼此相遇时会结合形成氦。

氢弹的工作原理也是遵循同样的规则，这种规则被称为“核能合成”或“核聚变”。在这一过程中，大量被释放的射线出现被认为是一个转折点。就像炸弹爆炸一样，这些新射线产生了一种强大的向外冲力，抑制了物质因引力向原恒星内部运动的趋势。当这种向外的冲力和引力达到一个完美的平衡时，恒星就诞生了。恒星内部的核反应促使氢转变为氦，并发射出稳定的亮光——来自一颗新恒星的光芒。

恒星的质量取决于其形成时周围有多少可用的物质。质量大的恒星由于引力作用吸收了较多的物质，所以内部应具有较强的压力。这就是说，质量大的恒星不得不快速燃烧内部的核燃料以产生足够的能量，以保持自己的结构，所以它们的寿命会在几百万年中随氢的消失而结束。稍小的恒星中氢的反应慢一些，所以寿命会在100亿～130亿年。比太阳稍小的恒星一般都可以达到几百亿年，这比宇宙现在的寿命还要长，所以现在的宇宙中依然存在着大爆炸时期产生的恒星。

如果天文学家知道一个恒星固有的亮度（即通常状况下的亮度），他们就可以估计出这个恒星和地球之间的距离。这就像如果你知道车灯通常情况下的亮度，就可以通过观察其亮度变化来推断车距离的远近。

天文学家通常以一些已知其固有的发光区及亮度可变的恒星作为标准，这些恒星叫作“造父变星”。这些恒星的亮度以几个小时为周期做明暗变化，其原理在于造父变星自身所发出的光越强，其亮度周期也越长，所以用测光法所知的亮度周期可以使天文学家探索出恒星的大概亮度。这就如同利用汽车前灯亮度测量距离一样，只要知道一个恒星的实际亮度，就可以从它表现出的亮度来测量出恒星和地球间的距离。

3.原行星盘诞生记

一直以来，人们认为围绕太阳转动的行星只有9个（包括地球）。但是在过去的十几年中，这种看法已经彻底改变了，这种改变得益于现代观测技术的提高。人们已经发现了几十个像太阳一样的、其周围有行星围绕运行的恒星。从统计角度讲，行星并非只紧紧围绕在离我们较近的恒星周围，一些新发现的行星就存在于较远恒星的周围。天文观测学上最新的观点表明，行星是恒星产生过程中的副产品。

简单来说，恒星是云团中的气体和尘埃在引力作用下逐渐聚合而形成的。当云团逐渐收缩时，其中心被不断压缩，温度也会随之逐渐升高，直到自身可以发出光亮。但是，在云团压缩的同时，造星物质随着旋转运动逐渐形成平面，这就好像面团在旋转过程中逐渐成为比萨饼一样。在引力收缩过程开始的10万年内，一个百万英里宽、由气体和尘埃构成的巨大旋涡“烙饼”围绕在正在形成的恒星周围，天文学家称之为“原行星盘”。简单来说，原行星盘就是行星诞生的工厂。45亿年前，整个太阳系就是一个巨大的碟状平面，天文学家称之为“太阳星云”。

在行星产生的最初阶段，原行星盘内部有分子气团和围绕着正在形成的恒星转动的碳尘微粒。在静电作用下，这些微粒开始互相结合（就像梳子可以吸引小的纸屑一样），随着结合的不断进行，它们的尺寸也开始变大。几千年后，这些尘埃微粒会达到豌豆大小。在此之后，原行星盘在几百年之内就会被彻底改变，最终出现一个由无数类似的小行星组成的直径约为1千米的风暴旋涡。这些小行星状的物体被称为“星子”，它们是构成行星的主要部分。

星子的出现是行星诞生中的一个转折点。这些物体不用再依靠与其同类的偶然碰撞结合而变大，它们已经可以利用彼此间的引力作用而相互结合了。最终，这些星子形成了真正的行星。 mHECQN6PS3VB3LlcpcYrE0EUORKlYmZBkMqn3049aJL4ob8CvWCouchoZ5Fgsx4A