普通天文学/星系演化

(本节尚未完善。)

曾经，哪个先出现的问题，恒星还是星系，是一个没有真正答案的“先有鸡还是先有蛋”问题。然而，最近的证据表明，在太空中存在一些残存的结构，它们最终导致了星系的形成，早于任何恒星的形成。因此，星系先出现，恒星在其中形成。

天文学家并非从任何一个特定星系来拼凑星系的演化，因为这涉及到巨大的时间尺度，而是参考了许多处于不同阶段的星系。例如，可以注意到所有螺旋星系的一些共同特征。天文学家还可以观察不同年龄的各种螺旋星系，以建立一个相对的时间序列。如果我们观察一个距离我们 50 亿光年的星系，我们知道它至少有 50 亿年的历史。距离，以及由此得出的最小年龄，可以通过光谱线在星系光线中的偏移来确定，通过红移概念和哈勃定律。

星系从巨大的星际气体云中形成，主要有三种类型：螺旋星系、椭圆星系和不规则星系。最终，星系的类型主要由气体云的尺寸和质量，以及它包含的角动量决定。角动量决定了气体云在引力作用下收缩时开始旋转的程度。角动量大的云旋转得更快，并扁平成盘状结构，演化成螺旋星系。角动量小的云几乎不旋转，引力的中心力将它们拉成近球形或椭圆形，相应地形成椭圆星系。大多数大型星系属于这两种类型。

有充分的证据表明，当两个大小相似的螺旋星系发生碰撞时，最终的结果可能是一个大型椭圆星系。虽然从未观察到这种单一过程，但有许多星系碰撞的例子。

较小的气体云可能被引力松散地束缚，没有特定的或可定义的形状，被称为不规则星系。

此外，还有一些“奇怪”或“特殊”的星系，它们可能是由于不是星系的最初形成，而是某种后续事件，例如两个星系的碰撞。

一旦星系形成，它的后续演化主要由其核心的条件以及剩余用于进一步恒星形成的气体量决定。天文学家已经确定，大多数新形成的星系的中心都以一个超大质量黑洞为主导（第 13.5 节）。年轻的星系通常非常活跃，这是由于从物质螺旋下降到这个超大质量黑洞（SBH）中形成的辐射所致。这可能是活动星系核和类星体（第 13.6 节）能量来源。随着时间的推移，所有足够靠近 SBH 被拉进去的物质都会减少，随之而来的是来自核心的强辐射。因此，年轻的星系非常活跃，但随着年龄的增长会平静下来。