□作者: 趙君亮

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　　目前，厚盤的存在已經為人們所普遍接受，並進行了深入的研究〔7〕，這樣一來原來關于銀河系結構的3成分（核球+銀盤+銀暈）模型，應代之以四成分（核球+薄盤+厚盤+銀暈）模型.在更為細致的研究中，薄盤恆星更進一步區分為年輕薄盤和老年薄盤兩種成分.其中老年薄盤就是原來意義上的薄盤，而年輕薄盤恆星的空間分布更要“薄”一些，標高僅為100pc.在太陽附近，屬于年輕薄盤的僅佔薄盤恆星的20%左右.另一方面，銀河系中的星際氣體塵埃物質主要集聚在銀道面附近，它們的空間分布也呈現盤狀結構，這就是氣體盤.由此可見，銀河系物質的盤狀結構頗為復雜.﹪
　　厚盤結構並非只見之于銀河系，在其他一些旋渦星系中也已發現了存在厚盤的觀測證據，這說明至少對部分星系來說，厚盤很可能是較為普遍存在的一種結構成分，它們的形成和內稟性質必然與星系演化過程密切相關. ﹪
　　自厚盤發現以來，人們提出了若干種不同的厚盤形成機制，以解釋厚盤和厚盤恆星的各種觀測性質，如薄盤和厚盤依次形成的坍縮機制，銀河系與伴星系交會或並合使銀盤增厚，早期銀盤對物質的直接吸積，以及薄盤天體的運動學擴散等.這些機制可分為“先厚後薄”和“先薄後厚”兩大類，其中坍縮理論屬于“先厚後薄”機制，其余幾種則都可歸于“先薄後厚”機制.鑒于問題的復雜性，以及新觀測資料的不斷涌現，天文學家的認識還沒有取得完全一致.往往是一種機制能說明某些觀測特征，但卻不能解釋另一些觀測特征.﹪
　　坍縮機制認為，厚盤和薄盤是銀河系在演化過程中相繼形成的兩種結構.先是通過坍縮形成厚盤，剩余氣體因進一步內落而形成薄盤.初始坍縮可以是一種快坍縮，也可能是一種受壓力支撐的慢過程.快坍縮機制的理論基礎是ELS模型，厚盤形成經歷的時間大約只有4億年，薄盤在這之後形成，歷時6億年.慢坍縮機制認為，由于氣態物質的壓力支撐作用，引力坍縮表現為一種慢過程，在形成銀河系的幾十億年時間內，厚盤先形成，然後再生成薄盤.慢坍縮和快坍縮的觀測表現應該是不同的︰前者有足夠時間在厚盤中形成垂直銀道面方向上的金屬豐度梯度，而後者則沒有足夠長的時間來建立這種梯度，但目前的觀測資料還不能對此做出明斷. ﹪
　　隨著星系並合現象(見圖6)的普遍發現，一種比較流行的觀點認為，因銀河系與某個較小質量伴星系的並合，早期形成的薄盤恆星由于受到劇烈的運動學加熱、擴散而形成厚盤.這里又可以有兩種不同的加熱途徑︰一種是需要銀河系與伴星系發生實際上的並合，另一種則強調並不一定要求伴星系直接落入銀盤中，伴星系與銀河系的密近交會同樣能形成厚盤.有人通過數值模擬發現〔8〕，如對伴星系設定某個質量範圍，並與銀河系薄盤以一定的傾角並合，結果是銀盤恆星會形成兩個服從指數律的數密度分布，其中外部成分就是厚盤.﹪
　　
　　與劇烈並合機制不同，物質的直接吸積是一種慢過程，而厚盤的形成便是緩慢吸積過程的產物.這種機制認為，銀河系本身就是由許多比較小的成分通過某種隨機方式形成的，早期形成的薄恆星盤會通過不斷吸積小的伴星系，使薄盤因受到運動學加熱而生成厚盤.不過有人認為，如果把相當于盤質量10%—30%的伴星系放在距盤中心10倍盤半徑的地方，它們就會因主星系（銀河系）的潮汐作用而瓦解，因而對盤增厚的作用很小.吸積機制的理論基礎是西爾勒等人的觀點〔9〕. ﹪
　　在1950年代初就已發現，恆星運動的速度彌散度隨著恆星年齡的增長而變大.進一步的工作表明，這一觀測事實可以解釋為盤內恆星通過擴散機制不斷受到運動學加熱的結果〔10〕.薄盤中恆星經過長時間的運動學擴散而到達高能軌道，並由此形成厚盤的觀點就是在上述工作的基礎上提出來的.所謂運動學擴散，是指原來在銀道面附近作近圓軌道運動的恆星，由于某種原因變為在與銀道面斜交的橢圓軌道上運動.這類原因可能有︰銀河系旋渦結構對恆星運動軌道的擾動；分子雲對恆星運動的散射作用；大質量暈天體在運動過程中穿越銀盤時對盤天體運動的影響等.﹪
　　在上述各種厚盤形成機制中，比較多為人們所接受的是“先薄後厚”的並合機制，以及可能還有“先厚後薄”的快坍縮機制.其他“先薄後厚”的形成機制因與一些重要實測結果不符而受到較多的質疑，慢坍縮機制則基本上已不為人們所關注.應當說，涉及厚盤以及星系形成和演化的一些重要問題還沒有完全弄清楚.比如，不同星系中的厚盤是否會有不同的形成機制？一種以上的機制是否會在不同的程度上同時對厚盤的形成發揮作用？等等.﹪
　　
　　4 結束語﹪
　　
　　銀河系形成和演化所涉及的內容非常廣泛，非本文所能逐一評述.隨著許多大型設備投入有關的觀測工作，以及包括整個電磁波的多波段天文觀測的開展，天文學家取得了海量觀測數據，這對深入研究銀河系、星系的形成和演化提供了極為寶貴的資料，也提出了更多的實測結果需要由理論來加以解釋〔11—14〕.在星系天文學中，銀河系顯然具有不可替代的重要地位.就單個星系而言，有關銀河系的觀測資料最為豐富，由銀河系得出的結論還可以為探索河外星系的奧秘提供觀測約束，這正是人們重視銀河系研究的主要原因之一.﹪
　　那麼，未來銀河系又會向何處去？﹪
　　銀河系在宇宙中並不是孤立的，它與鄰近的幾十個形態不同的星系構成了一個不太大的星系集團，稱為本星系群，空間範圍約為650萬光年，銀河系和仙女星系是本星系群中最大的兩個星系.﹪
　　離銀河系最近的有兩個質量較小的星系，即大、小麥哲倫雲，它們繞銀河系轉動，且有氣體從中逸出，形成長條形的物質流，這是由于銀河系的引力作用而從麥哲倫雲中拖曳出來的.即使麥哲倫雲能長期穩定而不被銀河系所吞並，那麼也許總有一天其中的物質會流入銀河系，並對銀河系的結構和演化產生影響.不過，因為大、小麥哲倫雲的總質量只有銀河系質量的1/20左右，這種影響不大可能使銀河系的總體結構和演化進程發生重大的變化.﹪
　　
　　銀河系一方面繞著本星系群的質心緩慢轉動，另一方面又以每秒約200km的速度朝著麒麟座方向運動，並與仙女星系不斷靠近.有人估計經過幾十億年或更長的時間後，這兩個目前相距240萬光年的巨星系最終會發生踫撞甚至並合(見圖7).如果這一事件真的發生，鑒于仙女星系的質量約為銀河系的2倍，屆時銀河系（以及仙女星系）的結構、內部運動以至演化過程都會發生重大變化.當然，並合過程是十分漫長的，但具體結果究竟怎樣，如兩者是否會合二為一，並生成活動星系核，同時產生各種形式的劇烈活動，最終是否會形成一個巨橢圓星系，太陽在銀河系中的運動軌道會發生多大改變，甚至會不會影響到地球繞太陽的運動軌道以及人類後代的生存，等等，這些後果今天當然是很難預測的.　　
　　
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