【深度認識】銀河系

如果我們仰望星空，看著一道由無數繁星交織成的模糊光帶，用肉眼很難分辨，但實情是，我們正身處於一個壯觀又神秘的星系之中——銀河系（Milky Way Galaxy）。正如我們住在一個大城市，但只見到附近的街道，難得清楚認識整個城市的樣貌和規模。今天，讓我帶你走一趟宇宙之旅，從生活角度，深入淺出了解我們的『家』——銀河系。

甚麼是銀河系？

銀河系是我們太陽系（Solar System）所在的星系，是宇宙裡其中一個大型的螺旋星系（Spiral Galaxy）。通俗講，就是包含了地球、太陽系、以至天空中你見到和見不到的數千億顆恆星（包括太陽）、星雲、行星、宇宙塵埃和暗物質（Dark Matter）。簡單點：銀河系就是我們宇宙『鄰里』的名稱。千百年來，「銀河」二字早已深植於東西方文化，無論中國古代詩詞，還是西方神話，總有人類對星空的想像與崇敬。

基本資料總覽

體積：約為 6.57 x 10¹² 立方光年。
直徑：約 10 萬光年（約95萬兆公里）。相比地球直徑 12,742 公里，銀河系可說是「天文級」龐大。
厚度：約 1,000 光年（最厚處達 16,000 光年）。
恆星數量：估算有 1,000 – 4,000 億顆恆星。
質量：約 1.5 萬億個太陽的質量。太陽僅是其中一粒小沙子。
年齡：銀河系組成時間約 137 億年，幾乎與宇宙同齡。
溫度：星際空間溫度極低（2.7K，約 -270°C），但銀河系中心熱度極高，有大量高能天體。
組成：70% 氫（Hydrogen）、28% 氦（Helium）、2% 其他重元素，以及暗物質。
地球所在位置：太陽系距銀河系中心約 2.6 萬光年。
自轉周期：太陽系繞銀河中心公轉一圈約需 2.3 億年。

銀河系形狀與結構

銀河系就如一個巨型飛碟，由中央凸起的「核心區」(Bulge) 向外延展出扁平盤面和旋臂。當小朋友用旋轉木馬比喻銀河系結構時也不為過：核心是木馬中央，其餘部份就是繞成一圈的馬和車廂。銀河系共有四條明顯的螺旋臂，太陽系現時位於「獵戶臂」（Orion Arm）的一個不起眼角落。

除了明亮的恆星和星雲，銀河系的總質量有八成是「看不見」的暗物質。如果你理解不到暗物質是什麼，其實可以這樣想：就像冰山露出水面的只是一小部份，銀河系的質量大部份也是「隱形」的！

銀河系中心——黑洞巨獸

銀河系的中心藏有一個超大質量黑洞（Supermassive Black Hole），名叫人馬座A*（Sagittarius A*）。它質量相等於約 400 萬個太陽，如同舊式天秤一邊壓上幾百萬顆太陽。這個黑洞對銀河系的穩定和結構至關重要，就像一顆大型分子在整個城市的最中心。

每日有無數恆星、氣體被這個黑洞蠶食和盤旋，科學家透過近紅外線、無線電望遠鏡，甚至直接捕捉到其活動的間接證據。2022年，事件視界望遠鏡團隊更公布了第一張人馬座A*的照片，為天文界一大突破。

銀河系的演化與歷史

銀河系的故事可追溯至宇宙大爆炸後不久。初時只是漂浮的氣體、暗物質逐漸聚集，經歷過數次重大合併，例如「吞併」了其他小型星系，才長成今天這幅模樣。其實，銀河系現時依然在吞併週遭的小矮星系，如大小麥哲倫雲（Large & Small Magellanic Clouds），就屬我們的「衛星星系」一類。

銀河系也不是一成不變的。以極慢的速度自轉、公轉，預計再過約 40 億年，銀河系甚至會與鄰近的仙女座星系（Andromeda Galaxy）正面撞擊合體，展開一場宇宙級的「大重組」。

與太陽、地球的對比

你可能會問：「銀河系這麼大，我們的太陽、地球，要怎樣比呢？」答案就像以一粒微塵比大海：地球質量約 6 x 10²⁴ 公斤，太陽約 2 x 10³⁰ 公斤，而整個銀河系則為 1.5 x 10⁴² 公斤。換句話說，如果把地球比作一枚一毫硬幣，銀河系就是一棟國際金融中心那麼巨型！

同時，銀河系的主體溫度極寒，惟有靠近恆星、星際雲氣才出現局部「溫暖」，大部份區域是空靈的極低溫。至於銀河系的自轉、公轉速度驚人：太陽以及太陽系以每秒約 220 公里速度沿軌道繞銀河旋轉一圈要二億三千萬年，而地球自轉一次只需 24 小時，繞太陽一圈只是 365 日。這世界級的『龜速』，讓我們有機會穩定發展生命。

銀河系的元素與生命的關連

組成銀河系的元素並非一成不變。地球上大部分組成物——鐵、氧、碳，甚至你我的身體和空氣——源於銀河內無數恆星的誕生和死亡。當大型恆星燃盡、爆發成超新星（Supernova），「原料」就像種子散佈星系各地。銀河系正是生命（至少地球生命）得以存在的『原料工廠』。

太陽繞銀河系公轉的過程也有關鍵影響。據估計，每完成一圈就會經歷不同星際環境，有科學家猜測，這或與地球上的生物大滅絕、氣候變化甚至演化有間接關係，是一種遙遠而微妙的宇宙脈動。

銀河系在宇宙的定位

我們的銀河系不是孤身一人，它屬於「本星系群」（Local Group），即一伙約 50 個星系組成的「社區」。而這個星系群，更是數個長蛇狀「宇宙絲狀體」（Cosmic Filaments）的一部份，連結著更遼闊的宇宙網絡。若把我們住所比作市區大廈，銀河系是大廈單位，本星系群是大廈，超星系團是整個屋苑，宇宙網絡則像城市的各區。

銀河系內培養出億萬恆星系統，據估每個恆星系統有數顆行星，如同一個充滿無窮可能性的「宇宙遊樂場」。我們不禁好奇：銀河中還有多少個「地球」？會否有其他智慧生命？這些問題，至今仍待解答。