自由的球狀星團

上圖左邊是常見的銀河系俯檢視，右邊是銀河系側視結構示意圖。除了我們常見的銀河系旋臂與銀核之外，還包括銀暈，以及分佈在銀暈裡面的球狀星團。

下面我們探討一下球狀星團。在引力作用下，把十個以上的恆星彙集到一起，形成的結構，往往是球狀的，稱為球狀星團。數量幾十個或幾百個恆星的球狀星團，由於恆星分佈密度不大，結構疏鬆，被稱為球狀疏散星團。這些疏散星團分佈在星系的旋臂中，屬於旋臂的一部分，主要也起源於旋臂中，沒有什麼特殊之處。

M13球狀星團 （圖片來源：Adam Block， Mt。 Lemmon SkyCenter， U。 Arizona）

球狀星團給人印象深刻的是幾十萬個恆星彙集一起，這樣的球狀星團，內部的恆星分佈很稠密，其外圍是我們太陽系附近恆星分佈密度的幾十倍，核心部分是我們太陽系附近恆星分佈密度的上千倍。太陽系位於旋臂的邊緣區域，附近的恆星分佈密度較低，在旋臂的中心區域，恆星分佈密度較大。球狀星團的恆星分佈密度是除了銀核之外，分佈最稠密的地方。也就是球狀星團恆星分佈密度低於銀河系中心的分佈密度，但明顯高於銀河系旋臂區域的恆星分佈密度。

其實球狀星團並不是完美的球狀，而是橢球體。這個事實太美了，讓球狀星團不再令人費解，這體現了其內部的引力作用進化趨勢，物質分佈總是趨於集中化的。球狀星團的恆星或物質分佈密度也是與半徑R成反向關係，這個事實也是令人滿意的，符合我們的感覺。

球狀星團裡面的恆星透過高速環繞中心運動，平衡中心區域的引力作用。根據橢球體的形態，其內部恆星執行至少是部分有序的，而不可能完全地雜亂無章，因為那樣的話，太容易碰撞了。

球狀星團中心都有一個大質量天體，即相當於太陽質量上千倍或上萬倍的中型黑洞。同樣的規律，球狀星團質量越大，其中心黑洞的質量就越大，或者反之亦然。

球狀星團這種天體系統，與銀河系是同期形成的，應該是銀河系的兄弟。只是銀河系中心黑洞運氣更好，發育得更快，形成了遠超球狀星團中心黑洞的質量，自然形成了更大的勢力範圍，甚至把球狀星團的勢力範圍也納入了自己的勢力範圍。導致球狀星團處於很尷尬的境況，不自由了，受到銀河系的擺佈了。

球狀星團與銀河系同時生長髮育，在銀河系壯大的同時，球狀星團也在擴充勢力，形成了自己的天體系統，其規模比矮星系小一些，也有眾多的恆星圍繞球狀星團轉圈。在銀河系蓬勃發展時期，比如，只是現在銀河系範圍三分之一的時候，也許是在100億年前，那時的球狀星團自己所屬的天體系統要比現在的球狀星團大得多。核心部分與現在的球狀星團差不多，但是那時的球狀星團的外圍也環繞著數量超過核心部分幾倍的恆星。雖然沒有現在的矮星系大，但也是很壯觀的。

隨著銀河系的發展壯大，不僅與球狀星團的祖先（前身）爭奪遊離的恆星，更進一步，也把球狀星團的前身納入自己勢力範圍，成為銀河系的衛星系統。隨著銀河系的進一步壯大，球狀星團連衛星也做不成了，乾脆被銀河系吞併了。也許用不了幾億年，被捕獲的球狀星團祖先要與銀河系旋臂碰撞。結果很嚴重，球狀星團祖先外圍的恆星被銀河系旋臂恆星體系碰散了。球狀星團祖先開始逐漸真正地成為球狀星團了，沒有外圍恆星了，只剩餘中心球狀恆星區域了。估計一次碰撞，完成不了球狀星團祖先外圍恆星的逃離，那就再多幾次碰撞，反正有的是時間。球狀星團三四億年一個環繞週期，一個週期能碰撞銀河系旋臂兩次，到現在已經碰撞幾十次了，甚至50次以上。球狀星團祖先攜帶的外圍恆星早就丟光了，這些恆星大部分早就成為銀河系旋臂的一部分了，小部分應該還在銀河系銀盤之外流浪。

包括了球狀星團環繞軌道的銀河系側視全景圖，這三個大小不一樣的明亮軌道，就是模擬的球狀星團執行軌道。其軌道與銀盤有明顯的夾角，也就是球狀星團的環繞銀河系中心的方向與銀河系旋臂恆星的環繞方向差異很大。這種明亮代表的是軌跡，並不是沿途散落了或分佈著這麼多恆星。

現在的球狀星團是不會畏懼銀河系旋臂的，由於其質量龐大，近百萬倍的太陽質量，並且恆星分佈稠密，相互引力作用強烈，非常團結。與銀河系旋臂恆星碰撞的結果是，大機率的是吸納銀河系旋臂被碰撞的恆星，而自己卻並不損失恆星，其外圍也許會損失球狀星團沿途新吸納的恆星。球狀星團軌道特殊，沿途流浪的天體很多，上億年的時間內，其必然會捕獲一些天體。因此，每次與旋臂碰撞，總會留下一些天體的。不過，這對球狀星團無傷大雅，球狀星團核心區域質量不僅不會減少，而且還會增多。核心區域直徑二十多光年，總區域直徑上百光年，意味著每次與旋臂碰撞，就是碰撞的區域是太陽系附近，也能吸納旋臂幾顆恆星。其他區域，碰撞吸納幾十顆甚至幾百顆恆星不成問題。這些被吸納的恆星，大部分會成為其恆星環繞體系的一部分，小部分會墜入球狀星團的中心黑洞。可見，球狀星團與旋臂每次碰撞都會進行恆星（質量）置換的，外圍的留下，核心區域質量增加。總體上，估計，球狀星團質量會增加。

銀河系旋臂真的不是球狀星團的對手，雖然銀河系整體捕獲了球狀星團祖先，但是球狀星團確實在銀河系內部隨心所欲，暢行無阻，無人能擋，對銀河系旋臂具有強大破壞力。問題是球狀星團還在長大，密度與質量會越來越大，這確實對旋臂是巨大威脅。也威脅著銀河系旋臂中的生命，我們祈禱球狀星團不要經過太陽系區域。這樣的話，我們真的毫無辦法。

球狀星團本身恆星分佈稠密，自然很難發育恆星的行星系統，也就是說，幾乎沒有行星，自然就沒有生命了。就是上百萬顆的球狀星團也大機率沒有生命存在。球狀星團外圍恆星是可以發育行星系統的，特別是球狀星團沿途捕獲的恆星，大機率會有自己的行星系統的。不過就是如此，也是不行的，因為，球狀星團軌道太不安全，沿途碰撞極為頻繁。外圍恆星的行星根本沒有機會孕育出生命。同理，在銀盤之外流浪的恆星，都是大機率的有自己完整的行星體系的，不過，其所處空間太不安全，碰撞機會太多，根本孕育不出生命。可見，我們銀河系旋臂區域，恆星有序執行，相互碰撞機會少，且流浪天體少，碰撞機會格外少，是孕育生命的最佳場所。當然，太陽系這樣的旋臂邊緣區域更好，具備很好的行星進化體系，以及最好的生命孕育機會。看來，尋找地外生命，在旋臂邊緣區域尋找較為恰當，這裡的恆星往往具備良好的行星體系，以及很好的生命進化保障條件。

不能擁有行星的恆星組成的球狀星團，自然是沒有暗物質的。球狀星團雖然分佈在遠離銀河系中心的區域，雖然銀河系的這個位置已經開始分佈暗物質了（銀河系中心的銀核沒有暗物質，再靠外的地方就開始有暗物質了），但是球狀星團並沒有暗物質，這是球狀星團比較特殊的地方。我們可以得出一個小結論，可見天體稠密的地方沒有暗物質。在銀河系中心區域，恆星更為稠密，這裡的恆星也不具備形成行星體系的條件。這裡的恆星也是沒有行星的，自然是不可能有生命的。

球狀星團恆星之間太為稠密，遊離於恆星之外的星際物質太少，連行星系統也沒有機會形成，更何況恆星了。因此，球狀星團都是老年恆星，除了新捕獲的恆星，沒有年輕恆星。