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銀河系到底有幾個盤
（2008年02月19日 00:07）
來源︰中國國家天文
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□作者: 趙君亮亞
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厚盤是怎樣形成的
自厚盤發現以來，結合銀河系的演化，天文學家提出了若干種不同的厚盤形成理論，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，厚盤通過對物質的直接吸積而形成，薄盤天體的運動學擴散並生成厚盤等。所有這些理論可以分為兩大類，即“先厚後薄”機制，以及與之相反的“先薄後厚”機制。
在上面提到的幾種理論中，屬于“先厚後薄”的是坍縮機制，其余幾種都是“先薄後厚”機制。對此，人們的認識還沒有取得完全的一致，因為往往一種機制能說明一些觀測特征，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的前後兩個階段中相繼形成的兩種結構︰原星系雲先是通過坍縮形成厚盤恆星，之後剩余的氣體通過內落，進一步坍縮並形成薄盤。初始坍縮可以是一種快過程，也可能是一種受壓力支撐的慢坍縮。在快坍縮機制中，形成厚盤的時間大約只有4億年，薄盤在這之後開始生成，約需經歷6億年時間。慢坍縮機制認為銀河系的形成大約需要幾十億年時間，在這過程中厚盤先生成，然後再生成薄盤。
隨著星系並合現象的普遍發現，一種目前比較流行的觀點認為，由于銀河系與某個伴星系並合，早期形成的薄盤恆星因受到劇烈的引力擾動、擴散而形成厚盤。這里又有兩種不同的途徑，一種認為需要通過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，銀河系與伴星系的一次密近交會同樣可以形成厚盤。
與劇烈的並合機制不同，物質的直接吸積是一個緩慢過程，而厚盤的形成便是吸積過程的產物。這種理論認為，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。首先形成銀暈結構，過了幾十億年後才形成薄的氣體盤。早期形成的薄恆星盤通過不斷吸積小的伴星系而形成厚盤。
早在1950年代初就已發現，不同恆星之間在運動速度上的差異隨著恆星年齡的增長而變大，這個過程稱為恆星的運動學擴散。這里所謂的“擴散”是指原來在銀道面附近作圓軌道運動的恆星，由于某種原因變為在與銀道面斜交的橢圓軌道上運動。造成擴散的原因可能有銀河系旋渦結構狀的物質分布對恆星運動軌道的擾動，分子雲對恆星運動的引力作用，大質量銀暈天體(如球狀星團)在運動過程中穿越銀盤時對銀盤恆星運動狀態的影響等。這類運動學擴散的長期效應，使早期形成的薄盤中恆星各奔東西，最終形成現在所觀測到的厚盤。
在上述各種厚盤形成理論中，人們比較傾向于“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。鑒于厚盤對銀河系以至河外星系的結構和演化研究至關重要，有關盤結構的討論已成為天體物理中的一個熱點。就目前來看，有些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過程？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。
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文章作者:趙君亮亞
責任編輯:skylook
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