天體系統(tǒng)物質的集中性

圖40 NASA科學家繪制的宇宙纖維圖的局部，圖中的紅點就是我們銀河系，附近就是本星系群或超本星系群，以及更大一級天體系統(tǒng)。這些不同級別的天體系統(tǒng)，都體現了宇宙中另一個普遍趨勢，物質的集中性。雖然宇宙整體是物質均衡分布的，但是局部卻是傾向于集中的，因此，宇宙的局部地區(qū)形成了一系列不同的天體系統(tǒng)。所以，天體系統(tǒng)的另一大趨勢是物質的集中性，與天體系統(tǒng)趨向共面性是同樣明顯的。

天體系統(tǒng)物質的集中程度與天體系統(tǒng)的共面性具有類似的趨勢，即天體系統(tǒng)級別越低，也就是天體系統(tǒng)空間范圍越小，其物質的相對集中性就越強，也就是集中于核心天體的比例就越大。比如，木星和其衛(wèi)星構成的體系，質量主要集中于木星這個核心天體。太陽系這個更大的天體系統(tǒng)，物質也集中于核心。

銀河系這樣的天體系統(tǒng)，物質集中于核心的程度就比較弱了，雖然有400萬倍太陽質量的中心黑洞，但這占銀河系質量的比例是微不足道的。就是擴大到整個銀核區(qū)域，質量占比也不大。比銀河系級別更高的天體系統(tǒng)，中心天體系統(tǒng)質量占比也不大。如果不是中心天體系統(tǒng)，而是中心天體，似乎更大級別的系統(tǒng)，就不存在所謂的中心天體，而是只存在中心天體系統(tǒng)?？梢姡瑥倪@個角度看，更大的天體系統(tǒng)似乎不算是真正的常規(guī)天體系統(tǒng)。

現在的問題是，我們是不是會感覺到太陽系的中心天體占比太高了，與銀河系的過渡有些大。似乎也比低一級的木星系統(tǒng)或土星系統(tǒng)的中心天體占比大，當然比我們地月系統(tǒng)的中心天體地球的占比大。這似乎有些不正常，問題出在哪里呢？

實際上，太陽系的半徑范圍如果只算到60天文單位，確實是質量高度集中于中心天體，但是，太陽系的半徑范圍遠比60天文單位大，可以達到半徑一光年。在這如此廣闊的空間，分布的物質就多了，太陽僅多占據太陽系質量的一半。

圖41 超新星爆炸后形成的星云，蟹狀星云。錢德拉X射線天文臺拍攝的星云圖，這是后期加工后的彩色圖。

超新星通過大爆炸可以向四周輻射自己的大部分或全部物質，這些超新星的質量往往是太陽的幾倍甚至幾十倍。超新星爆炸以后形成的塵埃星云，總質量是太陽的多倍。如果其中的一部分，比如三分之一匯集形成新的恒星系統(tǒng)，其總質量也許會是太陽質量的兩三倍。這個恒星系統(tǒng)雖然質量集中于中心天體，但也不會太過分吧！怎么可能會99%集中于中心天體呢？這樣的物質集中程度，得需要多長時間的天體系統(tǒng)進化啊！區(qū)區(qū)幾十億或上百億年，可能嗎！

因此，我們如果知道形成太陽的是一團星云，可能就可以感覺到，星云物質絕大部分匯入中心天體，這種可能性是極低的，幾乎是不可能的。在廣闊的太陽系勢力范圍內，一定分布著質量可觀的原來的星云物質。

我們似乎可以根據太陽近幾十年平均每年被太陽吞噬的物質，來感受太陽的成長速度。在太陽系雛形時期，那時的太陽系物質運動相當無序，各種天體碰撞頻繁，還有大量的自投羅網者，太陽處于快速成長時期?，F在太陽系物質已經處于高度有序化，對于這些有序化的物質分布，太陽是難以吞噬的。估計太陽現在吞噬物質的速度，還沒有自己核聚變損耗的物質多，要知道太陽可是每秒400萬噸的物質損耗。

天體系統(tǒng)級別越高，物質的集中程度就越小，中心天體占比就越小。最高級的宇宙自然是有著最小的物質集中程度，質量占比最小的中心天體（沒有或接近于零）。也就是說，大尺度下，宇宙物質分布是均勻的，不集中的。