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一段注定要流传数万亿年的传奇

 灵动卜凡 2016-10-14

它们从远古走来,正在奔向时空的尽头。

Jenny ReturnsAlan Silvestri - Forrest Gump (Original Motion Picture Score)

南天银河。维基百科

晴朗的夜空,一条淡淡的光带横亘天际。那就是银河。

历经千年,人们才明白,我们的太阳,只不过是银河内千亿颗恒星之一。近百年来,人们才明白,我们的银河,只不过是宇宙间千亿个星系之一。

这些星系从何而来?在它们的一生中会发生什么样的故事?它们又将前往何方?这些故事,连同它们的最终命运,讲述起来都极为迷人,同时也充满了未解之谜。

M77,一个距地球约4500万光年的棒旋星系,位于鲸鱼座。NASA / ESA / 哈勃

我们看到的星空,是过去的星空。我们看到的星系,是过去的星系。天文学家对星系的了解,是通过宇宙这台“时光机”获得的。

根据当前科学家的共识,宇宙中的所有物质,都产生自距今大约138亿年前。那时,宇宙中的一切,都挤压在一个无限小的“奇点”之内。这个“奇点”拥有无限高的密度和无限高的温度。不知为何,“奇点”开始扩展,我们的宇宙于是出现了。

在经历了一小会儿的急速膨胀后,宇宙开始冷却。那时,宇宙中的一切,几乎都是均匀分布的。但没有什么是完美的,即便是幼年的宇宙。总有一些地方的密度会高出那么一小点。

宇宙史上不同时期的星系拥有不同的特点。时间越早,星系的规模越小,也越不成熟。NASA / ESA

但即便是高出一小点,也足以让引力大显身手。周围的物质开始向这些地方聚集,这些地方的密度变得越来越高,巨大的气团出现了。

这些气团是原始星系的前身。同样的引力机制作用在气团中的氢身上,导致其发生坍缩,压力和温度足够高后,核聚变开始了。宇宙中的第一批恒星由此诞生。这些聚集在一起的恒星,形成了原始的星系。小云团变成小星系(矮星系),大云团变成大星系(旋涡星系)。

UGC 5497,一个属于M81星系群的矮星系,距地球约1200万光年,位于大熊座。NASA / ESA / 哈勃

M100,距地球约5500万光年的一个旋涡星系,是室女座星系团的成员,位于后发座。ESO

NGC 1300,一个距地球约6000万光年的棒旋星系,是波江座星系团的成员,位于波江座。这类星系是旋涡星系的一种,因其核心呈棒状而得名。根据近年的研究,我们的银河系也是一个棒旋星系。NASA / ESA / 哈勃

星系通常会聚集在一起,在引力的束缚下,形成大大小小的星系群和星系团。

阿贝尔1689,距地球约20亿光年的一个星系团,位于室女座。NASA / ESA / 哈勃

同处一个集团内的星系,如果靠得太近,便会被拉到一起。它们会翩翩起舞。时而擦肩而过,时而互相穿越。最终紧紧相拥,合为一体。

在距地球约3亿光年的地方,一个小星系(位于上方)从较大的NGC 6872星系身边经过后,NGC 6872就变成了这个样子。这对星系位于孔雀座。NASA / ESA / 哈勃

一对翩翩起舞的星系NGC 4676,距地球约3亿光年,位于后发座。NASA / ESA / 哈勃

一个较小的星系从较大星系内穿越而过后,形成了ESO 350-40——一个环状星系。这个星系距地球约5亿光年,位于玉夫座。NASA / ESA / 哈勃

这是星系间的融合。小星系很容易被大星系吞并。银河系体内就包含了多个小星系,它们已经是银河的一部分,变成了环绕银心飞旋的星流。

大星系的融合更为壮观。它们的容貌会发生改变,美丽的旋臂或被拉长,或被卷曲,最终消失。大星系的融合,将制造出宇宙间体型最大的怪兽——椭球星系(椭圆星系)。星系中心的巨大黑洞,也会合二为一,变得更为巨大。

NGC 2207,是一对处于融合过程中的旋涡星系,距地球约1.1亿光年,位于大犬座。NASA / ESA / 哈勃

星系的融合,一直在我们身边进行着。南半球夜空中,美得耀眼的大小麦哲伦云,此时此刻,就在和银河系发生小范围的融合。实际上,银河系的形成和演化,就伴随着一个持续的矮星系汇入过程。

银河系的两大卫星系——大小麦哲伦云。维基百科

星系的融合也是优雅的。浩翰的空间,使得恒星之间的距离十分遥远。即使星系之间发生冲突,恒星之间也几乎不会发生接触。但是融合过程必然会导致引力的震荡,星系内的气体会因此受到挤压,大批的新恒星会在此间诞生。

MCG+01-02-015,一个所谓的“空洞星系”,位于双鱼座。这是一个“原汁原味”的旋涡星系,其结构自诞生以来几乎没有发生过变化。由于缺乏周边星系的互动,这样的星系已经耗尽了体内的新鲜血液,正在以较快的速度步向死亡。天文学家视这样的星系为远古宇宙遗留下来的活化石。NASA / ESA / 哈勃

星系也终有一天会耗尽它的原料。我们的太阳能够燃烧100亿年,个头最小的红矮星能够燃烧上万亿年。但恒星的寿命终归是有限的。今天的银河系已经用尽了它的大部分氢,银河系的恒星诞生率正在逐年下降,除非有外来的补给,否则它将逐渐失去辉煌。

幸亏当下还有矮星系的汇入,幸亏未来我们会与仙女座和三角座星系合体,银河系才不至于过早地死去。

M31仙女座星系,距离我们约250万光年,是离我们最近的大星系。这个星系正直奔银河系而来。它很可能会在大约在40亿至50亿年后和银河系发生融合。维基百科 / Kanwar Singh

M33三角座星系,距离我们约300万光年。继仙女座星系之后,它也将和我们的星系融合。维基百科 / ESO

M49,距地球约5600万光年的一个巨型椭球星系,位于室女座。我们的银河系,也终将融入这样一个星系的体内。德克萨斯大学麦克唐纳天文台

星系的融合过程。

银河系及其周围的所有星系,最终会融合成一个单一的巨型椭球星系。但这个过程一旦结束,这些星系的命运,也将走向终点。

宇宙的膨胀,让我们只能在自家的后院里做文章。本星系群内的星系无法依靠引力和本星群外的星系相连,因此它们最终都将一个个地离我们远去,消失在视野尽头。

其它星系群或星系团要面临的情况也一样。一旦新恒星的诞生速度赶不上恒星的死亡速度,而又没有外来补给,那么无论这个星系多么巨大也会死去。新鲜物质的枯竭,让这些“化石星系”在未来的日子里只能依靠寿命极长的黯淡红星来延续生命。如果我们能够等待足够漫长的时间,那么就能看到它们内部的恒星一颗颗熄灭,直至整个星系和冰冷黑暗的宇宙背景融为一体。

它们来自遥远的过去,也注定要沿着这条道路,一直走向时空的尽头。

“星空天文”系头条号签约自媒体

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