当星系彼此碰撞

2024-02-28 00:00:00陆其
大自然探索 2024年11期
关键词:星系引力恒星

银河系的合并似乎具有毁灭性,但如果没有这种合并,我们所知道的宇宙(包括地球上的生命)可能就不存在了

在距离我们大约4500万光年的太空中,数十亿颗恒星正共同演绎着一场盛大的“天体华尔兹”。它们优雅地旋转、交织、再旋转。它们集体摆动的样子就像昆虫的触角在舞动。这群古老的恒星也因其独特的外观而得名:触角星系。但它并不是一个孤立的星系,而是两个正在合并的星系。

如果你认为宇宙中的星系能够安然地度过它们的一生,那就错了。要知道,星系碰撞是宇宙编年史中不可或缺的一部分。星系间的碰撞与融合不仅是宇宙结构形成的关键,更是塑造宇宙生态,使其成为可能孕育生命摇篮的重要力量。可以说,没有星系的碰撞与融合,宇宙中就不会有生命的诞生。

星系碰撞的背后推手

回顾星系的演化历史,科学家发现,每个星系都经历过几次或大或小的合并事件。那么,究竟是什么驱使星系合并呢?答案就是:引力。

在浩瀚的宇宙中,没有任何事物是静止不动的,星系在宇宙的广阔舞台上持续舞蹈。当两个星系近距离相遇,彼此间的引力就会把它们拉得更近,相互间的引力作用也就更强。两个星系间的距离不断减小,直至发生星系碰撞。

星系合并与生命息息相关

宇宙最初始的时刻,大爆炸的烈焰孕育出第一缕生命之火,元素之母——氢和氦应运而生。大质量恒星通过核聚变将这两种元素转化为更重的元素,比如我们血液中流淌的铁、骨骼中的钙、肌肉里的碳,或者我们呼吸的氧、空气中大部分的氮。

如果没有星系的大规模融合,宇宙中就不会有那么多的比氢或氦更重的元素,生命也就可能不会存在

星系碰撞时会发生什么?

当星系碰撞发生的时候,这些星系中的小星系会呈旋涡状逐渐坠向最大的星系,直到被大星系“吞噬”掉。这些大星系则变得愈来愈大,继续吞噬比它们小很多的星系。

大吃小

碰撞结果会很戏剧化:两个曾经拥有独特旋臂的星系,可能会变成一个椭圆星系,或者是只剩下外围恒星的环状星系,抑或漩涡星系,等等。宇宙中的棒旋星系、不规则星系都是几个星系碰撞或相互影响的产物。但不管结果如何,星系合并都不是一个一蹴而就的过程,需要亿万年才能完成。

结果不定

在大多数情况下,恒星之间的碰撞不会直接发生。星系内恒星之间的距离通常在数千亿到数万亿千米之间,两颗恒星发生碰撞的概率比你抛掷一枚硬币27 次而全部正面落下的概率还要小。

恒星很难相撞

星系外部的恒星会被星系合并时产生的极端潮汐力撕碎。碎片被扯出星系,然后被抛掷到太空,散落成长长的恒星链,就像在天线星系中看到的那样。最终,潮汐减弱,剩下的恒星汇聚并形成一个新的星系。

孕育新生

你可能会认为,随着引力不可阻挡地将星系吸引到一起,最终所有星系都会合并。然而,还有另一个因素在起作用:暗能量。随着时间的推移,暗能量的力量只会越来越强大。20世纪90 年代,天文学家震惊地发现,宇宙的膨胀速度正在加快。

这是一场引力无法取胜的战斗。随着暗能量持续加速宇宙的膨胀,星系间的距离会越来越大。星系间的引力作用逐渐减弱,而暗能量的作用则会逐渐占据主导地位,不断将星系彼此推离。当宇宙空间因暗能量的作用被拉伸至极限,星系间也不可能再发生任何碰撞。最终,引力再也无法将它们维系在一起。

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