文/袁玉刚 图/来自互联网

顾名思义，旋涡星系看起来就是个具有两条旋臂或者还有一个中心棒的大旋涡。宇宙中80%以上的星系都是旋涡星系。银河系就是一个有中心棒的旋涡星系。那些椭圆星系也可以看成旋臂消失了的旋涡星系。

银河系是怎样形成的？

按我们正常人的看法，银河系是个旋涡，当然是在旋涡里诞生的。但是，科学家可不这么认为。

1962年，美国加利福尼亚州洛杉矶县的帕萨丁那的三位天文学家Eggen（艾根）、Lynden-Bell（林登贝尔）、Sandage（桑德奇）提出气云凝聚假说，认为：在万有引力作用下，一个密度均匀的巨大气体球迅速坍缩成银河系，银盘中开始形成恒星。

1978年，帕萨丁那的卡内基天文台台长西尔勒和金恩提出了混沌诞生学说，认为，在万有引力作用下，许多气体云团互相碰撞形成银河系。

现代银河系诞生模型认为：大爆炸后约3亿年，在万有引力作用下，宇宙中的气体云发生收缩，弥漫相连的气体云断裂成无数碎块并开始自转，并且绕宇宙中心旋转，逐渐形成原星系和星系群。还是在万有引力作用下，原星系通过分层并合与气体耗散坍缩逐步构建出黑洞、核球、厚盘、薄盘、旋臂等旋涡星系结构。在原星系的核心处合成金属元素，之后诞生了恒星。而之前的理论认为金属元素是恒星合成的。银河系就这样诞生了。黑洞是一个质量特别大、引力特别大、体积特别小的由恒星引力坍缩出来的绝对黑体，任何物质被吸引都会被吞噬，连光都不能逃出去。

现代银河系诞生模型仍然没有解决银河系原初气体云为何会旋转、坍缩、分层、两极喷发、中心核球以及元素分布、恒星诞生等根本问题，因为科学家们都认为银河系是在物质自己的万有引力作用下形成的。至于这些物质是怎么来的，那就不管不顾了。

2023年，北京大学参与的EDGE-CALIFA巡天研究发现星系棒通过引力扭矩和激波效应，显著提升了冷气体向中心区域的传输效率，证实了“中心棒是把星系外围气体输送至中心2 kpc范围内的高速公路”。

2024年2月，澳大利亚国立大学团队在《自然·天文学》发表研究，宣布发现质量达170亿倍太阳的超大黑洞J0529-4351的星系旋臂如同两条巨型管道，通过引力将气体、尘埃等物质输送到中心区域，其中约88%的物质并未被吞噬。

2024年8月，中国科学院紫金山天文台苏扬团队利用银河画卷巡天数据，首次全面地揭示了从银盘3 kpc处流向中心分子区的分子气体流的诸多观测细节，发现该分子气体流与银河系棒成协，揭示了一系列沿着该大尺度气体流分布的巨型弓激波、子弹状腔形结构，并建立了气体动力学理论模型。这些丰富的气体分布和动力学特征为银河系棒旋引力势驱动气体加速流向CMZ区域的模型提供了令人信服的观测证据。

2025年7月，美国国家射电天文台科学家娜塔莉·巴特菲尔德的研究团队利用绿岸射电望远镜（GBT），在银河系的银盘与极端中央区域的过渡区发现：长达200光年的巨型气体分子云，绰号中点云（M4.7-0.8），是银河系中物质流动高速公路的中转站，将外围区域的气体和尘埃源源不断地输送至银河系中心的中心棒上。关键是，银河系的极端中央区域依然是一个同向旋涡。

图1 银河系的极端中央区域

2025年8月，中国科学院上海天文台的罗荣欣博士生在郝蕾研究员的指导下，利用VENGA巡天的积分视场光谱数据，发现NGC 1042的内部旋臂能够导致环状结构中电离气体发生径向内流，揭示了在无恒星棒的星系中，具有旋臂驱动的气体内流现象。

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图2 NGC 1042

2025年9月，中国科学院上海天文台麦晓峰博士的研究团队揭示了大质量恒星形成区IRAS 18134-1942中气体从大尺度流向小尺度的完整过程。

图3 层次化的气体运动学结构。左上开始顺时针从大尺度到小尺度变化。左上：“类旋臂”系统；右上：“棒状”结构；右下：旋转下落的气体包层；左下：吸积盘

科研团队系统性地揭示出一个“类旋臂—棒状—旋转包层—吸积盘”的复合系统：这是迄今为止首次在单个大质量气体团块中同时揭示多个环节相互连接的完整层级气体系统，与棒旋星系具有惊人的相似性。

图4 分子云中类迷你“棒旋星系”层级气体结构的艺术图

在约2万天文单位尺度上，数条清晰的气体流将外围物质向核心输运，形成多条“旋臂”，部分气流符合旋转内落的运动特征。

在7500天文单位尺度上，开云官方体育app这些“旋臂”状气体流连接至一个棒状结构上，棒状结构将气体引导至核心区域。

在2000天文单位尺度上，气体形成旋转塌缩包层。

在500天文单位尺度上，形成具有开普勒旋转运动特征的吸积盘。

2025年10月，中国台湾省中央研究院天文及天文物理研究所（ASIAA）主导的ALMaQUEST国际巡天项目统计显示，有棒星系出现大尺度径向气体运动的概率显著高于无棒星系，确认了中心棒通过引力动力学效应，将原本分散的星际气体“汇流”至中心区域，解决了星系中心物质供给的长期谜题。

2025年10月，莱顿大学的沃特·戈萨尔特 （Wout Goesaert） 和他的国际团队利用智利强大的 ALMA 天文台，清楚地了解了圆规座星系Circinus 两个巨大的螺旋气体臂如何为星系中心的超大质量黑洞提供食物。这些旋臂以每小时 15万 公里的速度将材料向内输送，在靠近黑洞时碰撞、加热和压缩。但最终，只有大约 12% 的物质能够进入事件视界，其余88%物质被向外喷出，在银河系的郊区回落，为后代恒星和行星播种。

图5 Circinus 星系

银河系中心棒和旋臂是银河系物质向内流动的高速公路，把银河系外盘的物质源源不断地输送至银河系中心的新发现有力挑战了现代银河系诞生模型，为中国人的星系旋涡论提供了直接证据。

星系旋涡论认为：星系是一个大旋涡。中心有一个台风眼式的黑洞，附近是一个旋转吸积盘，外围至少有两条缀满恒星的旋臂，再往外还有一圈巨大的星系晕。旋转吸积盘产生核心的黑洞。旋转吸积盘里摩擦生热，形成核聚变，核聚变产生的能量向两极喷发。旋臂上的物质向星系中心高速流动，像河流一样在两岸边形成一个个旋涡，旋聚成恒星。中心棒是旋臂的一部分，因为处于旋涡中心的刚体区域，显示出棒形特征。

天文学家们确实发现星系中心有一个吸积盘，吸积盘中心有一个黑洞。但天文学家们却发现星系中心有一对方向相反的特大喷流，打脸了黑洞理论。天文学家们又发现星系旋臂是星系物质向内流动的高速公路，而且输送到的物质88%被从两极喷走，直接挑战了黑洞引力吸积和坍缩的观点，证明了星系旋涡论。

天文学家们确实发现星系中心有一个棒，棒中心有一个小旋涡，小旋涡中心应该有一个黑洞。又发现银河系的“双旋臂供餐系统”，为星系的形成提供了新思路。其实，中心棒只是旋臂的一部分，不具有引力势，不能驱动物质的内向流动，不会触发旋臂形成。只是中心棒处于星系旋涡的中心层，而旋臂则处于星系旋涡的外层。

可以设想：银河系是个旋涡，并且在旋涡中诞生。在银河系旋涡中，引力引起旋聚，斥力导致分层。外围的物质被高速旋聚到旋涡中心，形成黑洞、吸积盘、旋臂、中心棒、恒星和边缘，并且在吸积盘内高速运动，摩擦生热，形成核聚变，产生能量向两极喷发并落回。黑洞只是吸积盘自旋的副产品，是一部分没有质量，没有引力，没有温度的原始空间。

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