普通天文學/星系演化

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曾經，哪個先出現的問題，恆星還是星系，是一個沒有真正答案的“先有雞還是先有蛋”問題。然而，最近的證據表明，在太空中存在一些殘存的結構，它們最終導致了星系的形成，早於任何恆星的形成。因此，星系先出現，恆星在其中形成。

天文學家並非從任何一個特定星系來拼湊星系的演化，因為這涉及到巨大的時間尺度，而是參考了許多處於不同階段的星系。例如，可以注意到所有螺旋星系的一些共同特徵。天文學家還可以觀察不同年齡的各種螺旋星系，以建立一個相對的時間序列。如果我們觀察一個距離我們 50 億光年的星系，我們知道它至少有 50 億年的歷史。距離，以及由此得出的最小年齡，可以透過光譜線在星系光線中的偏移來確定，透過紅移概念和哈勃定律。

星系從巨大的星際氣體雲中形成，主要有三種類型：螺旋星系、橢圓星系和不規則星系。最終，星系的型別主要由氣體雲的尺寸和質量，以及它包含的角動量決定。角動量決定了氣體雲在引力作用下收縮時開始旋轉的程度。角動量大的雲旋轉得更快，並扁平成盤狀結構，演化成螺旋星系。角動量小的雲幾乎不旋轉，引力的中心力將它們拉成近球形或橢圓形，相應地形成橢圓星系。大多數大型星系屬於這兩種型別。

有充分的證據表明，當兩個大小相似的螺旋星系發生碰撞時，最終的結果可能是一個大型橢圓星系。雖然從未觀察到這種單一過程，但有許多星系碰撞的例子。

較小的氣體雲可能被引力鬆散地束縛，沒有特定的或可定義的形狀，被稱為不規則星系。

此外，還有一些“奇怪”或“特殊”的星系，它們可能是由於不是星系的最初形成，而是某種後續事件，例如兩個星系的碰撞。

一旦星系形成，它的後續演化主要由其核心的條件以及剩餘用於進一步恆星形成的氣體量決定。天文學家已經確定，大多數新形成的星系的中心都以一個超大質量黑洞為主導（第 13.5 節）。年輕的星系通常非常活躍，這是由於從物質螺旋下降到這個超大質量黑洞（SBH）中形成的輻射所致。這可能是活動星系核和類星體（第 13.6 節）能量來源。隨著時間的推移，所有足夠靠近 SBH 被拉進去的物質都會減少，隨之而來的是來自核心的強輻射。因此，年輕的星系非常活躍，但隨著年齡的增長會平靜下來。