在银盘内部,万有引力相互作用产生了恒星轨道,气体星云也开始互相碰撞,堆积在一起,使天空中发生了交通堵塞:旋转的“密度波”形成了银河系的螺旋“手臂”(在某些星系中,旋臂也可能是振动波在星际气体中传播所致)。
然而在细节方面,还存在很多不确定性。加州大学欧文分校天文学家詹姆斯·巴洛克说,比如银盘的形成花了10亿年,还是100亿年?没人能肯定地回答。
造星运动
银河系以很快的速度不断地把气体变成恒星,每年都有许多像太阳那么大质量的恒星诞生。照这种速度发展下来,到现在它应该已经用完了所有能用的气体。但它仍在不断制造着恒星,这一过程已持续了至少100亿年。维持它造星的强大动力是什么?要想持续造星,它必须像一个复杂的“生态系统”那样,能够自身维持下去。在这个“生态系统”中,物质能够在恒星和星际气体之间来回循环。
大部分星际气体非常稀薄,可能每立方米只有几百个原子,只靠恒星发出的紫外线就能以热离子的形式在银盘中漂移。上个世纪70年代,天文学者发现,有时由于某些尚不完全清楚的原因,气体本身也能聚集成密集的云,这种云密度很大,恒星发出的光也无法穿透其内部,内部气体温度只有10到30开氏度,这让原子能够形成分子,如氢分子和一氧化碳分子,这时它们应该叫做“分子云”。但由于万有引力作用,分子云的密度也不稳定,一旦超过了临界密度,就会点燃核聚变反应而变成恒星。
这些云的恒星形成区也叫“恒星育儿所”,这里通常是混乱无序的:新生恒星以星风的形式猛烈地向外喷射着物质,并伴以大量的紫外线辐射。其中质量最大的也会很快死于超新星爆发;其他的扩张成红巨星并脱落掉最外层,最终结束生命。这些过程都会向更远的星系喷出气体,最终在那里变冷、凝聚,开始新一轮的循环。