星系为什么是平的(为什么星系都是扁平的)

从地球看星系，人们首先会想到的是漫天繁星点缀着的黑色夜空。但实际上，星系并不是随意分布的，它们都有一个共同的特点——平面形状。那么为什么星系是平的呢？这一问题在天文学领域中已经有了相对清晰的答案。 首先我们需要明确一点，什么是星系？星系是由恒星、气体、尘埃和黑暗物质等物质组成的一个系统，其中恒星是星系中最主要的成分。在宇宙中，星系串联成一条又一条的星系丝，构成了宏大的宇宙结构。 在宏大的宇宙结构中，星系是有规律地排列的。星系通常是呈现圆盘状的，中心有较为密集的核心，而外部则是逐渐递减的星族。这种结构被称为斯佩克尔形态分类系统。最著名的斯佩克尔系统是这样的一组字母：S，SB，SA等。其中S代表普通银河系状，在S之前加上B则是棒状银河，加上A则是环状银河等等。 为什么星系具有这样的结构呢？原因非常简单，这是由它们的起源过程决定的。关于星系起源的主要理论是凝聚和碰撞理论。凝聚理论认为，星系形成于恒星云之间的局部物质凝聚。初始状态下，物质的动能可以忽略不计，因此物质能均匀地凝集在一起，形成独立的恒星。而碰撞理论认为，大量的恒星互相碰撞聚合形成星系。 两种理论之间的联系是，恒星云的初期密度差异导致了其内部物质凝聚速度的不同，从而形成了不同密度的恒星云片。在恒星形成后，恒星之间的相互作用导致了各自的轨道分层，恒星穿越的时间越长，它们所拥有的速度越快，因此在一个漫长的时间尺度中，恒星将会进入周围空间更大的区域。 随着时间的推移，最终恒星将形成环状或圆盘状结构。整个恒星云片具有一种旋转的运动，从而导致在某一个平面上分布的恒星呈现出一定的圆盘结构。而由于空间内本身的科氏力，会让星系的恒星在平面范围内倾向于同一方向的线性运动，从而形成了银河系中心棒状结构。S0型疏散星团，又称棕圆球星系，是典型的没有棒状结构的星系。 此外，还有一种可能，即两个星系发生碰撞或者凝聚的过程，最终形成一个新的星系。在这个过程中，原有的大量恒星的动量和轨道运动受到裂变和吸收，从而形成了新的平面结构。这一理论也能够解释一些星系异常形态的成因。 总之，星系之所以呈现出平面状的结构，主要归功于它们的历史。由于恒星云的凝聚速度的不同，或恒星之间的碰撞聚合，都会导致最终恒星在同一平面上分布。而随着时间的推移，恒星之间的相互影响又导致它们出现不同方向的线性运动，并形成一些棒状结构。因此，星系的平面结构不仅是神奇的宇宙奇观，也体现了它们所历经的漫长历史和物质相互作用的自然原理。