型黑洞附近時，平均每1萬年就會有一顆恆星偏離其圓軌道而落向黑洞，於是它就會被巨大的潮汐力所粉碎（這將在下面談到）。一部分碎片將被黑洞吞噬，從而出現幾十年時間的活動期，其餘的碎片則被拋入一個很扁的軌道。已有人在認真地考慮，在IRS　16中觀測到的暖雲會不會就是在過去100萬年中被黑洞撕裂的恆星碎片，這些雲的數量與每1萬年碎裂一顆恆星的頻率是相符的。

所有這些似乎都表明，我們銀河系的中心是那些發生著劇變現象的遙遠星系中心的一個縮小版本。

星系世界

天文學家用現代望遠鏡能看到幾十億個星系。就像以前市豐（Buffon）對動物作分類那樣，埃德溫·哈勃（Edwin　Hubble）在本世紀初也將星系按形態分成橢圓、旋渦、棒旋和不規則的這幾類。前面已經看到，銀河系是一個旋渦星系，有三個組成部分，即核球、有結構的盤和彌散的暈。棒旋星系通常也有兩條捲曲的旋臂，但中心是一個律狀部分。不規則星系類似旋渦星系，但沒有暈和核球。而橢圓星系則沒有盤，卻像旋渦星系那樣有很大的核球和曼。橢圓型別中有著最大的星系，群集著上萬億顆恆星，橢圓星系的主要特徵是隻包含恆星，而幾乎沒有氣體。

一般認為，所有星系的年齡都相近，即150億年，它們的形態不同是因為有著不同的“新陳代謝”。星系的新陳代謝是氣體轉化為恆星的速率，這也是星系“生命”的標誌。這樣看來，橢圓星系是初始轉化速率最快的，絕大多數氣體雲還沒來得及相互作用並逐漸落到盤上，就已經轉變成了恆星（兩團氣體雲的碰撞會耗散大量的軌道能量，使得它們落向星系的“赤道面”）。旋渦星系則不同，其初始代謝作用很慢，直到氣體已在盤上鋪開以後，恆星形成過程才發生。不規則星系則介於二者之間，不到一半的氣體已變成恆星，因而也就沒有一個確定的形態。

單從代謝作用來看，星系的演化似乎是相當平靜的。橢圓星系裡代謝過程已經凍結，旋渦星系裡則有著一種緩慢地縮減的迴圈，即恆星誕生，畢生鍛造著重元素，繼而爆發使周圍氣體加濃，然後是新一代恆星形成，每一代新恆星都吸收進前一代製造出來的元素。

活動核

天文學在過去30年中的革命性進展之一是認識到星系不只是產生恆星光。有些星系的核心隱藏著本質上不同於恆星的強大“非熱”輻射源，銀河系就是最顯而易見的一個，儘管其核心產生的能量只及其盤和暈中10皿億顆恆星總輻射能量的千分之三。但是，在已觀測到的星系中有那麼百分之一，其中心活動非常之強，在一個小到像太陽系那樣的區域裡產生的非熱輻射能量超過星系其餘部分輻射能的總和。這些活動星系核的中心有著極為強大的“發動機”。

類星體（這是60年代初發現這類天體時所起的名稱“類似恆星的天體”的簡稱，因為它們的點狀表象類似於恆星。後來的更先進的儀器已經顯示出它們周圍的星雲狀結構，它們實際上是遙遠星系的明亮核心。）3C273是用以描述活動星系所提出的問題性質的一個極好樣本。在所有的天文現象中，類星體無疑是最有刺激性的，這是因為它們輻射大得令人難以置信的能量。3C273與地球的距離為30億光年，比普通星系亮1000倍。它看上去是一個點源，因而尺度必定很小，測量結果其直徑小於1光年。它的體積與銀河系相比，就如同埃弗爾鐵塔與地球相比，它的輻射能量又怎麼能比銀河系強上千倍的呢？

活動星系核的全部問題都由這個極端的樣本體現出來。我們今天關於活動星系核的“中心發動機”如何運轉的知識，相當於60年前關於恆星內部結構的知識，我們那時還不知道恆星是由其核心的熱核反應來提供能量。由於核物理的進展，我們才得以理解為什麼恆星會具有觀測到的質量和光度，才能計算它們的結構並追蹤它們的演化。對星系來說，現在還根本沒有得出這樣清楚的影象，然而，巨型黑洞對周圍物質的吸積，其作用可能類似於恆星中熱核能量的釋放。下面就來解釋這是什麼緣故。

五環難題

活動星系核家族包括許多種類的河外源，如類星體、射電星系、賽弗特星系、蠍虎型天體、爆發星系等。對每種型別觀測特徵的詳細描述將超出本書的範圍，我們這裡主要關注的是它們的共性，尤其是它們對天文學家提出的難題：中心發動機的實質是什麼？這個難題可以分為五個部分，即輻射的非熱性質，質量的高度集中，光度的變化，延伸到很遠距離的氣體噴流，以及與正常星系的