地球、太阳系和银河系的质量是在增加还是在减少？
根据广泛认可的宇宙学模型来看，第一个星系于130到140亿年前形成。在接下来的数十亿年期间，我们已知的一些宇宙结构就出现了。
这些结构包括星系团，超星系团和暗条，还有一些银河的特征如球状星团，银河核球和超大质量的黑洞。
但是，星系，就如同生命体一样，也一直在进化中。事实上，纵观它们的生命周期，星系总是在合成和向外喷射物质。
一项的研究表明，有一支着力于计算银河吸收物质和放出物质速率的国际天文学家队伍。热爱天文学的人们通过展示相关的天文详细数目，突出了这些数据跟我们已知的银河形成和进化是紧密关联的。
这项研究是由欧洲空间局的天文学家安德鲁·杰·福克斯，来自空间望远镜研究所的银河晕研究小组以及多间大学共同领导的。根据之前的研究成果，他们从银河周围高速运动的云团来测算气体进出银河的速率。
因为能捕捉到物质对于研究星系中星体的形成非常关键，因此知晓物质进入银河系和离开银河系的速率对我们理解星系的进化过程是至关重要的。就像天文爱好者迈克尔·佛雷总结的那样，能够描述物体进入银河时的速率对于深刻理解银道喷流的模型是至关紧要的。
跟这个模型一样，星系中的大多数大质量星体会产生星风，把物质往星系盘外带走。当星体逐渐变成超新星，走向生命终结的时候，它们也会类似地向外喷出大部分物质。这些喷出来的物质久而久之沉降到星系盘，为新星的诞生提供物质。
这些过程被集体认为是“恒星反馈”现象，这些恒星是要负责把气体推往银河外的，佛雷说。“换句话说就是银河不是孤单的储存物质的地方；它就像一个储藏地一样，因为重力作用和“恒星反馈”现象不断得到物质同时又失去物质。
另外，这些研究也表明恒星的形成也许跟星系中心的大质量黑洞的体积密切相关。基本上来说，大质量黑洞向外放出大量的能量，可以加热核区周围的气体和尘埃，以此避免自己发生有效的簇聚和引力坍塌而形成新恒星。
与盾牌-半人马恒星形成区域相关的太阳位置（来自美国国家射电天文台，比尔·撒克逊；美国航天局，罗伯特·赫尔特）
就此而言，物质进入和输出星系的速率对确定恒星形成的速率是关键的。对于在银河系里计算这种速率的工作，福克斯和他的同事查阅了许多来自不同渠道的数据。福克斯今天通过邮件向宇宙公布：“我们采掘了文档。美国航天局和欧洲空间局依然留有精准的哈勃望远镜传达的的文件数据。我们浏览了所有有关类星体的研究数据，这些数据是利用安装在哈勃望远镜的灵敏的宇宙起源摄谱仪收集的，这个摄谱仪可以被用来对捕捉到的来自远方的紫外线进行分析。我们发现了270个这样的类星体。起初我们用所得的观察数据制作了一个关于以高速云出名的快速移动气体云的目录。然后我们设计出了方法，通过使用多普勒频仪，能让高速云分裂成粒子流入物和粒子流出物。
另外，这一项调查显示，银河在大约70亿年前经历过一段休眠期——这大约持续了20亿年。这是由激波所造成的现象，激波使得星际气体云变热，这曾短时间地使进入我们星系的冷气流停止运动。久而久之，气体冷却了，重新流进星系内，重启第二次的恒星形成运动。
在看完所有数据之后，库克斯和他的同事可以对我们星系的物质流进速率和流出速率实施限制了：“在对比完气体流入速率和气体流出速率之后，我们发现星系中有越多流入物，就越有利于这个星系内的恒星形成运动，这都是因为大量的气体可以转化成恒星和星球。我们测量到每年大约有0.5单位太阳物质流入以及0.16单位太阳物质流出，所以太阳物质有净流入特性。
气泡（来自美国航天局戈达德航天中心）
但是，就像佛雷声明的那样，高速云被认为已经存在有大约1亿年的时间。所以，这个净流入的特性不能像预估的那样能一直保持下去。
“最后，他们忽略掉了存在于宇宙模型中的高速云（比如费米气泡），这个模型是不跟踪流入和流出的气体的，”他补充说道。
从2010年开始，天文学家就已经意识到（宇宙中）存在一些出现在星系中心的神秘的结构比如费米气泡。这些气泡状结构的历史延续了数千光年，它们一度被认为是大质量黑洞消耗星际气体和喷出伽马射线的产物。
但是，同时，这些结论提供了关于星系形成和进化的新视角，也激励了关于“冷气流合成”的新想法，这个想法最初是阿维赛·迪克教授提出，来自耶鲁撒冷希伯来大学拉卡物理学会的同事则解释了星系如何在它们形成过程中合成来自周围空间的气体。
“这些结论表明星系如银河系是不会一直稳定地进化的，”福克斯总结道，
“这些星系会偶然地合成和损失气体。这种现象是一个爆炸和捕捉的循环过程：当气体进入星系，就会有更多的恒星可以形成，但是如果气体过多，那么恒星爆炸就会发生得很频繁以致于所有的多余气体都被放出，阻止恒星形成。流入物和流出物的平衡状态控制着形成恒星的数量。我们得出的新结论可以阐明这个演变过程。”
基于此研究的另外一个有趣的事实是进入银河系的物质同时也给其他的恒星系统提供物质。比如说，我们的太阳系一直都是依靠流入物和流出物的更替来运行。一些天体比如奥陌陌（彗星）和更近发现的2I鲍里索夫（星际彗星）已经确实了小行星和彗星是不属于恒星系统内的，并且被长期列入其他组别里。
但是气体和尘埃又如何划分呢？我们的太阳系和地球（扩展来说）是不是一直都在减少或者增加重量呢？这些对于我们未来的星系和居住的星球又有什么意义呢？举个例子，天文学物理家和作家布莱恩·科博尔林在网上对后面的问题发表了言论。通过举例双子座流星雨，他写道：
“事实上，通过卫星对气象的动态观察，可以估计每天大约有100到300吨的物质撞击地球。这些加起来后每年就大约有30000到100000吨物质了。虽然这看上去很多，但是按照一百万年来计算，这些物质的数量还是比地球总质量的十亿分之一还小。”
布莱恩继续解释道，地球在进行大量的演变活动时也会经常损失质量。这些演变活动包括地球在地壳运动中的放射衰变，衰变使得能量和亚原子粒子（阿尔法粒子，贝塔粒子和伽马射线）逸出地球。
第二个损失就是大气损失，气体比如氢气和氦气会跑到太空。总的来说，这些损失加起来大约每年有110000吨物质流失。
名为“火流星”的小行星在1994年到2013年所造成的影响（美国航天局）
表面上来看，地球似乎每年会净损失掉大约10000吨物质。加上微生物学家/科学交流学者克里斯·史密斯和剑桥物理学家戴夫·安瑟尔预测在2012年地球从太空中得到了40000吨尘埃，但它每年会通过大气和其他途径损失90000吨物质的记录，
所以地球也许在以损失10000到50000吨的速率变得越来越轻。但是，地球的到物质的速率并不受此限制，所以（通过比较）也许地球的得到和丢失是可以平衡的（即使地球得到物质似乎可能性不大）
对于我们的太阳系来说，情况是类似的。一方面来说，星际气体和尘埃流是一直流进的。
另一方面来说，我们的太阳——大约占据总太阳系质量的99.86%——也在一直丢失能量。通过美国航天航空局信使号探测器所收集到的数据来看，一支由美国航天局和麻省理工学院研究人员组成的队伍概称太阳正在因为太阳风和其内部活动损失能量。通过询问天文学家，得知太阳正以1.3245*10^15的速率丢失质量，即使太阳同时在扩大。
虽然速率增长缓慢，但是因为太阳有大约1.9885*10^27的质量，所以它不会很快陨落掉。
但是随着太阳的质量在减少，它对地球和其他星体的万有引力作用会减弱。然而，等太阳已经到了主序末期，它将会惊人地扩张，并且完全吞噬掉水星、金星、地球甚至火星。
所以当我们的星系也许在可预见的未来不断增加质量，但似乎我们的太阳和地球正在减少质量。这种现象不应该被认为是坏消息，但是长期来看，的确是有启示在内。
同时，有些需要被知道的是即使是在宇宙中最老的以及质量最大的星体也都会像生物一样变化。
无论我们在谈论星球，恒星抑或是星系，它们在出生，发展以及消失的期间，都被认为是有得到或者失去一些物质的。以此来看，生命周期的确存在于宇宙中！
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. sciencealert-卢晓怡- MATT WILLIAMS
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