第11章 本星系群 (7/14)

当核心温度达到10?

k时，氢聚变开始，恒星进入主序星阶段——这是恒星最稳定的时期，可以持续数百万到数百亿年。

二、本星系群的恒星形成率排行榜：谁是恒星工厂？

本星系群中的54个星系，恒星形成率差异巨大——有的星系每年诞生几十个太阳质量的恒星，有的则几乎没有新恒星诞生。这种差异，主要由气体含量、星系质量和环境扰动决定。

2.1

高恒星形成率星系：小麦哲伦云与大麦哲伦云

在本星系群的卫星星系中，大麦哲伦云（lmc）是当之无愧的恒星工厂：

恒星形成率（sfr）：约每年0.2

m☉（太阳质量）；

分子气体质量：约5x10?

m☉，足够形成50亿个太阳质量的恒星；

恒星形成区域：30

doradus（蜘蛛星云）是银河系中最大的恒星形成区，直径约1000光年，包含数千颗年轻的大质量恒星。

小麦哲伦云（smc）的恒星形成率稍低（每年0.02

m☉），但它正在被银河系的潮汐力扰动，未来可能迎来恒星婴儿潮。

2.2

中等恒星形成率星系：仙女座星系

仙女座星系（m31）的恒星形成率约为每年0.1

m☉——比lmc低，但比银河系高：

分子气体质量：约1x101?

m☉，主要分布在旋臂中；

恒星形成区域：仙女座的旋臂上有大量蓝色的年轻恒星群，说明恒星形成正在进行；

环境影响：仙女座正在向银河系靠近，潮汐力已经开始扰动它的气体云，可能在未来几十年内触发更多的恒星形成。

2.3

低恒星形成率星系：银河系与椭圆星系

银河系的恒星形成率最低，约为每年0.01

m☉：

分子气体质量：约1x10?

m☉，主要分布在猎户座旋臂等少数区域；

原因：银河系中心有一个超大质量黑洞（sgr

a*），它的喷流和辐射会抑制中心区域的恒星形成；同时，银河系的旋臂结构相对稳定，缺乏强扰动。

椭圆星系（如m32、m110）几乎没有恒星形成——它们的气体含量极低，且缺乏旋转结构，无法形成分子云。这些星系中的恒星，都是在数十亿年前形成的老年恒星。

三、星系碰撞的催化剂：潮汐力与气体压缩

银河系与仙女座的碰撞，将是本星系群历史上最剧烈的恒星形成触发事件。但在那之前，潮汐力已经在悄悄改变着星系的恒星形成格局。

3.1

潮汐力的：星系形状的改变

当两个星系靠近时，它们的潮汐力会相互拉扯，改变对方的形状：

仙女座对银河系的影响：仙女座的引力正在拉伸银河系的旋臂，使其变得更——这会增加气体云的碰撞概率，促进恒星形成；

银河系对仙女座的影响：银河系的引力正在扭曲仙女座的盘结构，可能导致气体向中心聚集，触发中心区域的恒星形成。

3.2

气体压缩的连锁反应：从分子云到恒星爆发

潮汐力不仅改变形状，更重要的是压缩气体：

第一阶段：潮汐力压缩星系的暗物质晕，导致可见气体云密度增加；

第二阶段：气体云密度增加到临界值，触发大规模分子云坍缩；

第三阶段：成千上万个原恒星同时诞生，形成恒星爆发（starburst）。

这种潮汐触发恒星形成的现象，在合并星系中很常见——比如着名的触须星系（antennae

galaxies），就是因为碰撞触发了大规模恒星形成。

3.3