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《宇宙大碰撞》正在形成的大型星系

宇宙大碰撞:大爆炸之后又發(fā)生了什么? 作者:(德)拉爾斯·林伯格·克里斯滕森


一個距離地球106億光年的大型星系正在利用較小的星系作為材料,不斷壯大自己,這些被俘獲的小星系就像是陷入引力之網(wǎng)的飛機(jī)。由于星系距離太遠(yuǎn),天文學(xué)家看到的是其在宇宙早期正在形成時的樣子,僅僅在大爆炸之后20億年。這張圖片為最普遍的星系形成理論提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。該星系的編號為MRC141138-262,昵稱“蛛網(wǎng)星系”,擁有數(shù)十個處于并合過程中,且恒星形成活躍的衛(wèi)星星系。

觀測表明幾乎一半的橢圓星系都有暗弱的殼層,這樣的殼層很可能是與較小質(zhì)量星系正面碰撞的遺跡。碰撞后,被俘獲的恒星來回振蕩形成殼層,就好像當(dāng)我們向池塘中扔一塊石子后,水面會形成漣漪一樣。

按照并合假說,現(xiàn)在大多數(shù)人已經(jīng)接受了這樣的觀點(diǎn):橢圓星系演化的主要驅(qū)動力量是較小星系間的并合。如果兩個彼此接近的星系質(zhì)量相當(dāng),那么并合后形成的星系與并合前的兩個星系都不相像。在并合過程中,兩個星系中的恒星和暗物質(zhì)都受到另一個星系的影響。隨著并合過程進(jìn)入尾聲,星系的形狀會迅速改變,以至于恒星 巨橢圓星系NGC 1132NGC 1132是一塊宇宙化石 ——它是眾多星系并合堆積的產(chǎn)物,一次次大屠殺般的碰撞后,形成了這個讓其他典型星系相形遜色的耀眼又模糊的巨橢圓星系。NGC 1132與環(huán)繞周圍的眾多矮星系一道被昵稱為“化石星系群”,因?yàn)樗鼈兒芸赡苁窃诓⒉痪眠h(yuǎn)的過去發(fā)生并合的一群星系的殘骸。NGC 1132周圍有幾千個古老的球狀星團(tuán),就好像蜜蜂群簇?fù)碇约旱姆涓C一樣。這些球狀星團(tuán)很有可能是被NGC 1132吞噬掉的星系的遺跡,揭示了它們的母星系所經(jīng)歷過的殘暴的并合歷史。背景是由許多更遙遠(yuǎn)的星系構(gòu)成的令人瞠目的“織錦畫”。并合后生成的星系內(nèi)部由圍繞中心作復(fù)雜隨機(jī)運(yùn)動的恒星主導(dǎo),恒星運(yùn)動的軌道互相交錯,正如我們看到的橢圓星系一樣。

軌道急劇變化,不再與原來的系統(tǒng)有任何聯(lián)系。如果相撞的是兩個旋渦星系,開始時各自的恒星會在盤內(nèi)作有序旋轉(zhuǎn),但經(jīng)過并合后,這種有序的運(yùn)動就會轉(zhuǎn)變成隨機(jī)運(yùn)動。并合后生成的星系內(nèi)部由圍繞中心作復(fù)雜隨機(jī)運(yùn)動的恒星主導(dǎo),恒星運(yùn)動的軌道互相交錯,正如我們看到的橢圓星系一樣。

在形成我們今天看到的大多數(shù)橢圓星系的并合過程中,恒星形成活動更加活躍,這種并合大約發(fā)生在10億至100億年前,那時星系內(nèi)有更多的氣體(因此有更多的分子云)。在遠(yuǎn)離星系中心的地方,氣體云相互碰撞產(chǎn)生激波,促發(fā)了新星形成。所有這些狂暴事件的結(jié)果就是橢圓星系在經(jīng)歷了并合后再沒有能夠形成新星的氣體了。


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