（溫馨提示：本文12636個字，閱讀完需要30分鐘）
【作者建議：如果您沒時間看完所有文字，可以先快速看完每張圖。】巨大的星系在足夠接近時，彼此之間的巨大的引力會扭曲彼此的結構，甚至將對方的一部分氣體、塵埃、恆星與星團拉扯出來，形成壯觀的星流。隨著星系的進一步靠近，它們會併合在一起，成為併合星系。相互作用或併合的星系如同太空中的跳著交誼舞的舞者。
在引力作用下變形的相互作用星系與處於併合階段的併合星系，它們內部的氣體受到劇烈的擠壓，從而更快形成恆星，使星系進入「星暴星系」階段。星暴星系中大量形成的恆星加熱了周圍的氣體，使它們發出紅色光芒，如同太空中閃耀的烈焰。
哈勃拍攝的眾多壯麗圖像中，有不少是相互作用星系、併合星系與星暴星系。其中哈勃升空19、21、27周年紀念圖都是相互作用星系/併合星系，哈勃深空18周年紀念圖則有59張，是相互作用星系與併合星系紀念專輯。事實上，上一章展示的哈勃升空15周年紀念圖中的M51也是一個相互作用星系，它與附近的那個小星系相互作用。
在這一章，我們先介紹特別美麗的「觸鬚星系」與「史蒂芬五重奏」，然後再按照從近到遠的順序，介紹另外一些美麗而壯觀的相互作用星系、併合星系與星暴星系，包括上面提到的那些周年紀念圖。
觸鬚星系
位於烏鴉座方向的觸鬚星系是最著名、最壯美的併合星系與星暴星系之一。1785年，威廉·赫歇爾發現了它。它由NGC 4038與NGC 4039兩個旋渦星系構成，在Arp特殊星系表中的編號是Arp 244。
構成觸鬚星系的兩個星系正在併合之中，這個併合過程已經持續幾億年。在併合過程中，星系內的氣體被嚴重地擠壓，大量氣體、塵埃、恆星與星團被擠出星系，形成壯觀的星流，內部氣體更快地形成更多恆星，使觸鬚星系成為星暴星系。併合過程中產生的氣體流形成了兩根條狀物，仿佛昆蟲的一對觸鬚，因此得名。
此前人們認為它距離地球約6500萬光年，2008年的一項研究認為它與地球的距離只有4500萬光年。下圖右側為哈勃的WFPC2於1997年拍攝的圖像。由於視場大小的限制，哈勃無法拍下它的那對觸鬚。
圖：地面望遠鏡拍攝的觸鬚星系的全景圖（左）與哈勃的WFPC2拍攝的觸鬚星系的主要區域圖的紫外、可見光與近紅外線合成圖像。左圖中綠色邊框範圍內的區域就是哈勃的WFPC2拍攝的範圍。彩圖的左邊與右邊分別是NGC 4038與NGC 4039。彩圖區域的邊長約為3萬光年。
Credit: Brad Whitmore (STScI), and NASA/ESA
https://www.spacetelescope.org/images/opo9734a/
奇怪的知識：星暴星系製造恆星的速度有多快？我們的銀河系平均每年可以製造出大約3個太陽質量的恆星，星暴星系製造恆星的速度比這個高得多：最極端的情況下，平均每年可以製造出100個太陽質量的恆星。
2006年與2009年，哈勃的ACS與WFC3分別拍攝了觸鬚星系的主要區域。這兩次拍攝的合成圖於2009年被公布。這次公布的圖中，天文學家得到了這個星暴星系的更多細節信息。
圖：由哈勃的ACS與WFC3拍攝的觸鬚星系的紫外、可見光與近紅外數據合成的圖像。圖中藍色部分是年輕的明亮恆星，它發出的紫外線加熱了周圍的暗氣體，使後者發出明亮的紅光與紅外線。圖的上方與下方分別是NGC 4038與NGC 4039。最終，觸鬚星系會併合為一個巨大的橢圓星系。圖中區域的邊長約為3.6光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1345a/
史蒂芬五重奏
史蒂芬五重奏星系位於飛馬座，由五個星系組成。實際上，左上角的棒旋星系NGC 7319與我們的距離大約是4000萬光年，哈勃可以分辨出其中的大量單個恆星；另外4個星系與我們的距離為2.9億光年，是前者7倍多。因此，左上角的NGC 7319與另外4個星系只是恰好在圖同框，實際上並無關聯。
中心的兩個星系NGC 7318A與NGC 7318B已在併合的過程中，看起來像一個星系，但兩個明亮的核心還是可以被分辨出來。它們又與右上方的星系強烈地相互作用，形狀被顯著地扭曲、拉長；強烈的引力還導致它們中的一些星團與氣體被拉扯到空間中。左下方的橢圓星系NGC 7317與其他3個星系的相互作用相對弱一些。
圖：哈勃的WFC3拍攝的「史蒂芬五重奏」的可見光與近紅外線合成圖像。圖由哈勃2009年7月與8月拍攝的照片合成而來。圖中藍光由年輕恆星發出，紅光由老年恆星發出。左上角是矮星系NGC 7320，距離地球約4000萬光，在這個距離處，圖中寬度與高度分別是4.7萬光年與5.2萬光年。另外4個星系距離地球與2.9億光年,在另外四個星系所在處，圖中寬度與高度分別是34萬光年與38萬光年。
Credit: NASA, ESA and the Hubble SM4 ERO Team
https://www.spacetelescope.org/images/heic0910i/
奇怪的知識：星暴星系中的「星暴」過程一般是星系之間的相互作用或併合觸發。所以有些星系既是相互作用或併合星系，又是星暴星系。儘管如此，二者並非完全重合的：有一些相互作用或併合星系不顯示出星暴星系特徵，因為這些星系內已經消耗完氣體；有些星暴星系不是由相互作用或者併合誘發，它們內部向外的壓力也會導致外部區域快速形成恆星。
距離地球最近的星暴星系：IC 10
不規則星系IC 10是距離地球最近的星暴星系。它是本星系群內的星系，位於仙后座方向，與地球的距離僅約220萬光年，比仙女座星系更近。雖然它離地球相對很近，但因為幾乎位於銀盤面，發出的光被銀河系的塵埃與塵埃嚴重吸收，因此直到1887年才被天文學家發現，直到1996年才被確認為本星系群的成員。
圖：哈勃的ACS拍攝的星暴星系IC 10的大部分區域的可見光與近紅外合成圖像。圖中區域的寬度約為3250光年，高度約為1830光年。
Credit: NASA, ESA and F. Bauer
https://www.spacetelescope.org/images/potw1924a/
極端星暴星系：NGC 1569
星暴星系NGC 1569以其驚人的「造星」速度而著稱：它形成恆星的速度是銀河系造星速度的大約100倍，且已經持續一億年。它是矮不規則星系，位於鹿豹座方向，距離地球的距離大約1100萬光年，在這麼近的距離，哈勃可以輕鬆地分辨出其中的單個恆星。
NGC 1569比小麥哲倫雲星系小，但比小麥哲倫雲星系亮。它核心區域中有三個巨大的星團。
天文學家猜測，NGC 1569與附近的某個星系的相互作用擠壓了NGC 1569內部的氣體，使其造星速度顯著提升。大量年輕恆星先後爆發為超新星，產生的強烈衝擊波將周圍氣體吹向周圍，在星系中心形成巨大的空腔，並在星系附近塑造出一個巨大的條狀星雲。
圖：哈勃的WFPC2與ACS拍攝的星暴星系NGC 1569的可見光圖像。圖中區域的寬度與高度分別為8800光年與5300光年。這個星系的核心部分的直徑約為5千光年，圖中右下方的條狀星雲的長度約為3700光年。圖中紅色區域外圍的眾多細小的白點是這個星系內的恆星。與之相反，那幾顆帶著四角芒的明亮星星不是這個星系內的恆星，而是我們銀河系的恆星，恰好也落在視場內。
Credit for ACS Data: NASA, ESA, A. Aloisi, J. Mack and A. Grocholski, M. Sirianni, R. van der Marel, L. Angeretti, D. Romano, and M. Tosi, and F. Annibali, L. Greggio, and E. HeldCredit for WFPC2 Data: NASA, ESA, P. Shopbell, R. Dufour, D. Walter, and A. Wilson
https://www.spacetelescope.org/images/opo0838a/
雪茄星系：M82
「雪茄星系」M82也是著名的星暴星系，它也是星暴星系的典型代表。M82位於大熊座方向，距離地球約1200萬光年。它與附近的M81於1億年輕開始產生不可忽略的相互作用，導致其內部氣體受到擠壓，從而成為星暴星系。它比銀河系亮5倍，它核心的比銀河系核心亮100多倍。
在M82的星暴核心區，每年可以形成大約10個太陽質量的恆星，是銀河系內恆星形成速度的3倍。2005年，哈勃的觀測發現它的星暴核心處有197個年輕的星團。
圖：哈勃升空16周年的紀念圖：哈勃的ACS拍攝的星暴星系M82的可見光與紅外線成像拼接合成圖。M82的直徑約3.7萬光年，中心區域形成的明亮恆星發出的紫外線將周圍的氫電離，使其發光；恆星吹出的高速帶電粒子形成星風，星風將這些發光的氫吹出星系之外，形成焰火一樣美麗的羽流。這些羽流的運動方向垂直於星系的盤，仿佛破碎的網。圖中區域的寬度約為2.8萬光年，高度約為2.1萬光年。
Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Acknowledgment: J. Gallagher (University of Wisconsin), M. Mountain (STScI) and P. Puxley (NSF).
https://www.spacetelescope.org/images/heic0604a/
奇怪的知識：星暴星系中快速形成恆星的過程是一個相對短暫的過程。星暴星系中會快速形成的大量年輕的大質量恆星，它們的壽命一般只有幾百萬年，然後大多數會爆發為超新星。超新星爆發會將周圍的氣體驅散到遙遠的太空，導致氣體密度降低，從而使形成恆星的速度降低，星系成為一般星系。
M94
M94 (NGC 4736) 比M82略遠一些，距離地球約1600萬光年，位於獵犬座方向。1781年，梅襄發現了它。它也是一個壯觀的星暴星系。M94有兩個環，其中內環是一個「星暴環」，直徑約5400光年；外環直徑約為4.5萬光年。2009年的一項研究表明，它的外環並非封閉的，而是具有旋臂的複雜結構。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的星暴星系M94的核心區域的紫外線與可見光合成圖像。圖中密集的藍白色點是星系中新形成的恆星，它們構成了一個「星暴環」。圖中區域的邊長約為7700光年，其中星暴環的直徑約為5400光年。天文學家認為，從星系核心向外傳播的壓力將外圍區域的氣體壓縮，使其中的氣體快速形成恆星。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1542a/
NGC 4485
位於獵犬座方向的不規則星系NGC 4485是另一個壯觀的星暴星系，它與地球的距離大約為2500萬光年。它原本是一個規則的旋渦星系，但因為受到附近的星系NGC 4490的引力作用而被扭曲為不規則星系。這兩個星系構成一對相互作用星系，編號為Arp 269。
星系間的相互作用還導致NGC 4485內部的氣體受到擠壓與拉伸，使其內部形成恆星的速度顯著提高，成為星暴星系。NGC 4490的引力作用還將NGC 4485內部的氣體拉出，氣體內快速形成恆星，構成星流，延展到2.4萬光年之外。
圖：哈勃的ACS拍攝的星暴星系NGC 4485的可見光圖像。圖中藍白色亮點是其中的星團與恆星，紅色表示被熾熱恆星加熱後的氫發出的光。從圖中可以看到被鄰近星系（未在圖中顯示）拉出去的氣體流與其中的恆星，它們構成星橋。圖中區域的寬度約為2.1光年，高度約為1.2萬光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1419a/
奇怪的知識：Arp特殊星系表。天文學家赫頓·阿普 (Halton Arp, 1927-2013) 收集了338個特殊的星系的照片並將它們的位置等星系編制為一張表，1966年以論文的形式在《天體物理學雜誌增刊》 (ApJS) 出版,全文長達77頁。因此，論文中的這張表被稱為Arp特殊星系表。這張表中的338個特殊星系的編號從Arp 1開始，一直到Arp 338。其中，第1到第101是那些特殊的旋渦星系或帶著小的伴星系的旋渦星系，第102到第145是類似於橢圓星系的星系，第146到第268是那些既不是旋渦星系、又不是橢圓星系的特殊星系，第269到第327是雙星系，第332到第338是不屬於以上任何種類的星系。許多Arp星系有NGC編號，甚至有梅西耶星表的編號，如M51 (Arp 85) 。但有些星系只有Arp編號。有些Arp星系是矮星系，如Arp 210 (NGC 1569)，有些Arp特殊星系表是相互作用星系。
互相傷害：NGC 4618與NGC 4625
NGC 4618與NGC 4625也是位於大約2500萬光年遠的一對相互作用星系。它們位於獵犬座。
NGC 4618的形態很奇特，它有旋臂，且中心有棒狀物，因此被認為是棒旋星系。但它只有一條旋臂，形狀不對稱。儘管有人認為它的奇特的形狀是由於附近的星系NGC 4625的引力導致的，但後來的研究表明NGC 4625的引力只影響了它邊緣的一部分氣體，因此它可能一開始就是這樣的形狀。
圖：哈勃的WFC3與ACS拍攝的只有一個旋臂的棒旋星系NGC 4618的可見光圖像。圖中區域的寬度與高度分別為2.3萬光年與2.4萬光年，從中可以推斷出這個星系的直徑大約是3萬光年。圖中藍白色區域為發光的大質量恆星與星團。
Credit: ESA/Hubble & NASA, I. Karachentsev
https://www.spacetelescope.org/images/potw2012a/
NGC 4625與地球的距離大約是2800萬光年。它也只有一條旋臂，但核心沒有棒狀物，因此是不對稱的旋渦星系。來自NGC 4618的引力的作用，促使NGC 4625中的氣體快速形成恆星。天文學家猜測，NGC 4618的引力還可能導致NGC 4625的旋臂被破壞，只剩下一條旋臂。
圖：由哈勃的ACS與WFPC2獲得數據合成而來的NGC 4625的可見光圖像。圖中區域的寬度與高度分別為2.3萬光年與1.2萬光年，這意味著這個星系的直徑只有大約1.2萬光年。圖中紅色區域正在形成大量恆星，使這個星系成為星暴星系，恆星發出的紫外線加熱了周圍氣體，使它們發出紅光。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1746a/
宇宙藍鯨：NGC 4631
星暴星系NGC 4631因為外形像一隻巨鯨而被稱為「鯨星系」。它位於獵犬座方向，與地球的距離約為3000萬光年。它是一個側面面對這地球的棒旋星系，與附近的矮橢圓星系NGC 4627一起構成了一個「雙星系」系統，編號為Arp 281。由於與NGC 4627相互作用等原因，鯨星系的核心區域正在快速形成大量恆星，從而成為星暴星系。新形成的年輕恆星發出的「超級風」將周圍的氣體與塵埃吹到遠處。
圖：哈勃的ACS拍攝的NGC 4631（鯨星系）的可見光圖像。圖中視場寬度達到7.44角分，是ACS視場寬度的3倍左右，因此ACS多次拍攝、拼接後，才得到了這張圖。圖中寬度與高度分別約為6.5萬光年與1.8萬光年。
Credit: NASA & ESA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1146a/
NGC 3125
位於唧筒座（唧筒，即抽氣機）的NGC 3125也是一個絕美的星暴星系。它距離地球約5000萬光年。1835年，約翰·赫歇爾發現了它。它的核心處有一個巨大的星團，NGC 3125-A1；此外，在這個星系中，還存在大量相對小的星團。
圖：哈勃的ACS拍攝的星暴星系NGC 3125的一部分區域的紫外線與可見光合成圖像。它的直徑約為1.5萬光年。圖中白點並不是恆星，而是星團。圖中區域寬度約為7500光年，高度約為6300光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1629a/
奇怪的知識：星暴星係為何會有鮮豔的紅藍交錯的顏色？星暴星系中快速形成的熾熱恆星發出藍白色光芒；它們散發出強烈的藍紫光與紫外線照耀、加熱周圍的星雲，使星雲發出紅光與紅外線。這使得這樣的星系大多數呈現出紅藍交錯的美麗色彩。
太空中的「10」：NGC 4302與NGC 4298
側面對著地球的星系NGC 4302與正面對著地球的星系NGC 4298一起構成一個無比壯觀的「10」字，二者構成一對相互作用星系。它們都是於1784年由威廉·赫歇爾發現的。
這個巨大的太空「10」字位於后髮座方向，但卻是室女座星系團內的成員。它們與地球的距離分別約為5500萬光年與5300萬光年。
圖：哈勃升空27周年紀念圖：哈勃的WFC3拍攝的相互作用星系NGC 4302與NGC 4298的可見光圖像。為了得到這張圖，WFC3拍攝了四片區域後再拼接。圖中區域的寬度與高度分別約為7.7萬光年與8.2萬光年。
Credit: NASA, ESA, and M. Mutchler (STScI)
https://www.spacetelescope.org/images/heic1709a/
太空肉鉤：肉鉤星系
肉鉤星系是一個形狀被扭曲的棒旋星系。它有兩個旋臂，在NGC表裡的編號分別是NGC 2442與NGC 2443。其中一個旋臂的形狀像一個肉鉤，因此得名。它位於飛魚座方向，與地球的距離大約是5600萬光年，直徑約11萬光年。
導致它形狀扭曲的原因主要是距離它大約15萬光年遠的一個星系對它的引力作用。如果此後那個星系遠離它，它會在自身內部的恆星與氣體的作用下恢復為對稱的形狀。如果它最終吞了那個星系，那麼在這個過程中，它的形狀會進一步扭曲。後者的可能性更大。因為相互作用，肉鉤星系的一部分去正在快速形成恆星，成為星暴星系。
1999年，天文學家在肉鉤星系較一個旋臂中發現一顆超新星，SN 1999ga。為了跟蹤這個超新星的晚期演化，哈勃的WFPC2與ACS在2006年拍攝了這個星系的圖像。
圖：哈勃的ACS與WFPC2拍攝的肉鉤星系的一部分區域的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域的寬度與高度分別約為3.9萬光年與5.3萬光年。
Credit: NASA, ESA
https://www.spacetelescope.org/images/heic1108a/
2020年8月17日，NASA公布了肉鉤星系的新圖像，這次的圖像由WFC3得到的數據而來。
圖：哈勃的WFC3拍攝的肉鉤星系的一部分區域的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域的寬度與高度分別約為6.2萬光年與4.4萬光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA, S. Smartt et al.
https://www.spacetelescope.org/images/potw2033a/
下圖為歐洲南方天文臺位於智利的La Silla天文臺的1.5米口徑的地面望遠鏡拍攝的肉鉤星系的全景圖。
圖：ESO的1.5米口徑的望遠鏡拍攝的肉鉤星系的全景圖。
Credit & Copyright: ESO / IDA / Danish 1.5 m telescope / Robert Gendler, Jan-Erik Ovaldsen, Christina Thöne, and Chloé Feron
http://annesastronomynews.com/photo-gallery-ii/galaxies-clusters/the-meathook-galaxy/
宇宙錦鯉：NGC 1140
星暴星系NGC 1140與地球的距離約為5900萬光年，位于波江座方向。它同時是一個不規則星系，就像被俯視著的錦鯉在搖著尾巴。
儘管NGC 1140的質量比銀河系低得多，但單位質量每年形成的新恆星的數目卻與銀河系內新形成的恆星的數目差不多。
圖：哈勃的WFPC2與ACS拍攝的星暴星系NGC 1140的紫外、可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域寬度約為3.3萬光年，高度約為2.3萬光年。圖中藍白色亮點就是剛形成不久的恆星。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1529a/
奇怪的知識：如何比較恆星形成率？質量是太陽質量1千億倍的星系，每年形成5個太陽質量的恆星；質量是太陽質量1億倍的星系，每年形成1個太陽的恆星。問：誰的恆星形成率高？從總數看，總數大的那個高，但如果我們看看單位質量的恆星形成率，就會發現前者是1億分之0.005，後者是1億分之1，後者是前者的200倍，這意味著後者造星的效率比前者高。所以，只有比較「單位質量的恆星形成率」，才有意義。星暴星系的恆星形成率比一般星系高得多，正是以此為依據的。
黑暗中的烈焰：NGC 2146
星暴星系NGC 2146位於鹿豹座，與地球的距離約為7000萬光年。它的直徑大約為8萬光年，略小於銀河系。由於大約8億年前受到附近的星系NGC 2146a的引力擾動，NGC 2146的旋臂被扭曲了45度，並成為星暴星系。
星系中新形成的恆星加熱周圍的氣體，發出紅光如同太空中的烈焰，與星系內的黑暗的氣體與塵埃雲明暗交錯。2005年與2008年，天文學家在這個星系裡發現了2顆超新星，它們都是大質量恆星爆炸後形成的。
圖：哈勃的ACS拍攝的星暴星系NGC 2146的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域寬度與高度分別約為5.3萬光年與3.3萬光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1134a/
NGC 2207與IC 2163
位於大犬座的NGC 2207與IC 2163構成的併合星系正處於併合的第一階段。1835年，約翰·赫歇爾發現了它們。它們分別是旋渦星系與棒旋星系，與地球的距離有較大不確定性，大致在8000萬光年，但誤差範圍達到了4000萬光年。因此，它們與地球的距離在4000萬光年到1.2億光年之間。
併合導致這對星系形成恆星的速度提高，成為星暴星系。至今為止，天文學家已經在NGC 2207中觀測到4次超新星爆發，其中3次是大質量恆星爆發後的產物。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的相互作用星系NGC 2207（左）與IC 2163（右）的可見光與近紅外線合成圖像。如果它的距離為8000萬光年，那麼圖中區域的寬度與高度分別約為11萬光年與6萬光年。
Credit: NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI) https://www.spacetelescope.org/images/opo9941a/
NGC 7714
NGC 7714與NGC 7715構成一對相互作用星系。這一對相互作用星系在Arp星系表裡的編號是Arp284，於1830年被約翰·赫歇爾發現。NGC 7714是一個被扭曲的棒旋星系，而NGC 7715可能是一個不規則星系。
相互作用導致NGC 7714的核心快速形成恆星，從而成為星暴星系核。事實上，它也是典型的星暴星系核。1999年，天文學家在NGC 7714中發現了一個有大質量恆星爆發後形成的超新星。
圖：哈勃的ACS與WFC3拍攝的旋渦星系NGC 7714的紫外線、可見光與近紅外合成圖像。這個星系位於雙魚座，距離地球約1.2億光年。它從2億年前開始與另外一個星系NGC 7715（不在圖中，在圖中左側邊緣外面）相互作用，導致其旋臂被拉伸而變形，淡黃色的煙霧狀氣體也因此被拉出，逃離星系中心。圖中區域的寬度與高度分別約為10萬光年與7萬光年。
Credit: ESA, NASA
https://spacetelescope.org/images/heic1503a/
舊地重遊：NGC 3256
NGC 3256是一個非常壯觀的併合星系與星暴星系。它位於船帆座方向，與地球的距離約為1.2億光年。星系合併導致星系內氣體被急劇擠壓，引發星系內恆星更快形成，從而成為星暴星系。星暴產生的「超級風」將一些被電離的氣體噴發出去，形成氣體流。
2008年，NASA公布了由哈勃的ACS獲得的數據合成的圖像，作為哈勃升空18周年而發出的59張紀念圖之一。10年之後的2018年，NASA將哈勃的WFC3獲得的新數據與此前的ACS得到的數據合成，得到了NGC 3256的新圖像。
NGC 3256由兩個星系併合而來，至今人們還可以在它的中心處找到兩個核心，它們相距大約3000光年。兩個星系合併的過程中，還將內部物質拋出，形成兩股尾巴形狀的氣體流，氣體流的內部有一些年輕星團。研究表明，這兩個氣體流中的恆星的年齡不一樣，其中一條氣體流中的恆星的年齡約為7到10億年，另外一條氣體流中的恆星的年齡不超過1000萬年。
圖：由哈勃的ACS與WFC3得到的數據合成的NGC 3256的可見光圖像。圖中區域的邊長約為11.5萬光年，略小於這個星系的直徑。星系內部有非常明亮的電離氫區，亮度達到大麥哲倫雲星系內的狼蛛星雲的85倍。這些電離氫區內已經孕育出大量恆星，它們可能構成了一些包含特別多恆星的超級星團。
Credit: ESA/Hubble, NASA
https://www.spacetelescope.org/images/heic1811a/
極-環星系：NGC 4650A
位於半人馬座的NGC 4650A是一個「極-環星系」，它與地球的距離約為1.5億光年。它可能是兩個星系碰撞之後的產物，其中一個成為新星系的盤，另一個成為新星系的環，二者互相垂直。據推測，這次碰撞發生於至少10億年前。天文學家共發現了大約100個這樣的「極-環星系」。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的NGC 4650A的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域的寬度與高度分別約為4.6萬光年與10.4萬光年。
Credit: The Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA/ESA)
https://www.spacetelescope.org/images/opo9916a/
塞弗特六重奏
與上面介紹的「史蒂芬五重奏」類似的是系統是著名的「塞弗特六重奏」 (Seyfert's Sextet) ，它於1951年被天文學家卡爾·塞弗特 (Carl Seyfert) 發現。顧名思義，這個系統有6個星系。但實際上，裡面只有5個星系，剩下的一個是附近星系拋出的氣體構成的柱狀物。
這5個星系中，有4個星系與地球的距離約為1.9億光年，構成相互作用星系群。面向地球的、具有明顯旋臂的那個小星系距離地球8.7億光年，只是恰好在視線上與其他4個星系在一起。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的塞弗特六重奏的紫外線、可見光與近紅外線合成圖像。圖中最右側部分是旁邊的星系拋出的氣體流，不是星系。圖中具有旋渦結構的星系是遠得多的星系，與其他4個星系不在一個系統中。在其他4個星系所在處，圖中區域的寬度與高度分別為14萬光年與13萬光年。
Credit: NASA/ESA, J. English, S. Hunsberger, S. Zonak, J. Charlton, S. Gallagher, and L. Frattare https://www.spacetelescope.org/images/opo0222a/
NGC 5752與另一個「銀河系」——NGC 5754
位於牧夫座方向的Arp 297是由四個星系構成的兩對相互作用星系。這四個星系分別是NGC 5752, NGC 5753, GC 5754與NGC 5755。它們只是恰好同框，距離卻差異很大，其中NGC 5752, NGC 5754與地球的距離大約為2億光年，NGC 5753, NGC 5755與地球的距離大約為4.3億光年。
下圖是其中的兩個成員NGC 5752與NGC 5754的合影。位於圖中左下的小星系NGC 5752受到右上方大星系NGC 5754的引力作用，快速形成眾多新恆星，成為星暴星系。大星系也受到小星系引力，但它受到的引力的影響較小，整體形狀與恆星形成率都未出現顯著變化。
NGC 5754是一個棒旋星系，與地球的距離是2.2億光年，直徑約為8萬光年，略小於我們的銀河系的直徑，且形狀與銀河系高度相似，因此被視為最像銀河系的三個星系之一，另外兩個是NGC 2718與UGC 12158（UGC 12158的圖，見第六章）。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的相互作用星系NGC 5752與NGC 5754的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域的邊長約為11.5萬光年，其中NGC 5754的直徑約為8萬光年。這是為哈勃升空18周年而發出的59張紀念圖之一。
Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and W. Keel
https://www.spacetelescope.org/images/heic0810bt/
下圖是地面望遠鏡拍攝的NGC 5752, NGC 5753, NGC 5754與NGC 5755的合影。上方的左與右分別是NGC 5752與NGC 5754，最下方是NGC 5753，它的右上方最近處的就是NGC 5755。
圖：Schulman基金擁有的、位於Lemmon山上的32英寸（81釐米）地面望遠鏡拍攝的Arp 297（NGC 5752, NGC 5753, NGC 5754與NGC 5755）的圖像。
Credit: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona
http://www.caelumobservatory.com/gallery/n5754.shtml
Arp293: NGC 6285與NGC 6286
相互作用星系Arp293位于天龍座方向，與地球的距離大約為2.6億光年。構成這對相互作用星系的兩個星系分別是NGC 6285與NGC 6286，它們都是旋渦星系，只是一個幾乎正面朝著地球，另一個幾乎側面朝著地球。
圖：哈勃的WFC3拍攝的Arp293的近紅外線圖像。圖中區域的寬度與高度分別為17萬光年與14萬光年。左邊的NGC 6285的直徑約為9.1萬光年，略小於我們的銀河系；右邊的NGC 6286的直徑約為9.6萬光年，與我們的銀河系幾乎一樣大。左邊星系在引力的作用下，形成了一對由氣體與塵埃構成的「潮汐尾」。
Credit: ESA/Hubble & NASA, K. Larson et al.
https://spacetelescope.org/images/potw1947a/
橢圓與旋渦的二重奏：NGC 4860與NGC 4858
NGC 4860與NGC 4858是后髮座星系團內一對壯觀的相互作用星系。它們與地球的距離大約為3億光年。其中，NGC 4860是一個橢圓星系，裡面缺乏氣體；NGC 4858是旋渦星系，富含氣體。強烈的相互作用擠壓了NGC 4858裡面的氣體，使那些氣體更快地形成恆星，從而使這個星系成為星暴星系。
圖：哈勃的WFC3拍攝的后髮座星系團另外一部分區域的可見光照片。圖中最亮的星系是橢圓星系NGC 4860。這個橢圓星系左邊是一個旋渦星系NGC 4858，強烈的相互作用使得星系NGC 4858內的氣體被壓縮，形成恆星的速度提高，從而成為星暴星系。NGC 4858內新形成的恆星發出的強烈紫外線照射周圍氣體與塵埃，使它們溫度升高並發出紅光。圖中區域的寬度與高度分別約為23萬光年與17萬光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA
https://www.spacetelescope.org/images/potw1838a/
太空雙鼠：NGC 4676
相互作用星系NGC 4676，位於后髮座，距離地球約2.9億光年。構成它的兩個星系分別被編號為NGC 4676A與NGC 4676B。由於強烈的引力相互作用，兩個星系彼此將對方的氣體與恆星拉扯出來，形成一個潮汐尾，使得兩個星系更像一對老鼠。
圖：哈勃的ACS拍攝的「雙鼠星系」NGC 4676的可見光與近紅外線合成圖像。圖中還散布著至少3300個背景星系，它們的距離比雙鼠星系遠得多。在雙鼠星系所在的距離處，圖中區域的寬度與高度分別約為27萬光年與20萬光年。
Credit: NASA, Holland Ford (JHU), the ACS Science Team and ESA https://www.spacetelescope.org/images/heic0206b/
太空玫瑰：Arp 273
Arp 273位於仙女座方向，距離地球大約3億光年。它由旋渦星系UGC 1810與旋渦星系UGC 1813組成，前者的質量大約是後者質量的5倍。UGC 1810受到UGC 1813引力作用，形成玫瑰的形狀，因此被稱為「太空玫瑰」。
在大的那個星系的引力影響下，小的那個星系的盤雖然未明顯變形，但卻成為星暴星系，且核心也進入活躍狀態。
圖：哈勃升空21周年紀念圖——哈勃的WFC3拍攝的相互作用星系Arp 273的紫外線與可見光合成圖像。圖中區域邊長約為23萬光年。
Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
https://www.spacetelescope.org/images/heic1107a/
Arp 240
Arp 240位於室女座方向，由NGC 5258與NGC 5257構成，二者與地球的距離分別為3.421億光年與3.451億光年。二者正在接近併合，並在二者中間形成了一個氣體橋。
圖：哈勃的ACS拍攝的Arp 240的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域邊長約為30萬光年。
Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans
https://spacetelescope.org/images/heic0810at/
D100
D100是旋渦星系，位於后髮座方向的后髮星系團內，距離地球大約3.5億光年。星系團往往包含數千個星系，這些星系之間的距離相對比較近，因此星系之間的熾熱氣體產生的衝壓力可以將星系內的一些氣體衝壓到星系之外。D100的壯觀的氣體流就是這樣產生的。研究人員認為，磁場的作用導致噴發出的氣體形成如此平直的噴流。
圖：由哈勃的ACS拍攝的D100的可見光與近紅外線圖像與地面上的昴星團望遠鏡拍攝的D100的圖像合成的圖像。星系所在的星系團內的氣體的衝壓力將氣體擠出，產生了圖中的紅色噴流。觀測這樣的現象，可以讓天文學家更深入地研究星系團內部氣體的衝壓力的性質。圖中區域的寬度與高度分別約為7.5萬光年與5.8萬光年。
Credit: ESA/Hubble & NASA, Cramer et al.
https://www.spacetelescope.org/images/potw1904a/
太空企鵝與它的蛋：Arp 142
構成Arp 142的三個星系分別是變形的旋渦星系NGC 2936、橢圓星系NGC 2937與PGC 1237172。其中，前兩者構成一對相互作用星系，與地球的距離大約是3.5億光年。二者相互作用之後，旋渦星系變形，類似於一隻企鵝，它「下方」的那個橢圓星系仿佛企鵝生的蛋。
圖：哈勃的WFC3拍攝的Arp 142的可見光與近紅外線合成圖像。在相互的引力的作用下，NGC 2936被扭曲為企鵝的形狀，大量氣體與塵埃被拋出。圖中區域的寬度與高度分別為23萬光年與30萬光年。
Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) https://spacetelescope.org/images/heic1311a/
太空海豚：NGC 6670
NGC 6670位于天龍座，距離地球大約4億光年，它是由星系NGC 6670E與NGC 6670W構成的相互作用星系。天文學家認為這兩個星系已經經過至少一次相互作用，這次的相互作用是後來又發生的一次。兩個星系的核心的距離大約是5萬光年。
研究表明，這對星系內部正在快速形成新的恆星，處於星暴星系階段，其中NGC 6670E的造星速度至少是銀河系的4倍，NGC 6670W的造星速度也比銀河系快。NGC 6670正在發出強烈的紅外線，其紅外線亮度是太陽紅外線亮度的1000億倍以上。
圖：哈勃的ACS拍攝的NGC 6670的可見光與近紅外線合成圖像，它正處於併合狀態，因此互相重疊在一起。這兩個星系都側對著地球，重疊起來看上去像一隻海豚。圖中區域邊長約為26萬光年。此圖是哈勃升空18周年紀念圖之一。
Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans
https://www.spacetelescope.org/images/heic0810ah/
太空蝌蚪：Arp 188
Arp 188又被標記為UGC 10214，外號是「蝌蚪星系」。它位于天龍座方向，距離地球約4.2億光年。一顆小而緻密的星系衝撞這顆旋渦星系，使後者的一部分氣體、塵埃、恆星與星團被拉扯出去，形成一段長達28萬光年的星流。
星系的旋臂與星流中到處可見大量藍色的年輕恆星構成的星團。這些星團在脫離母體之後，將會形成獨立的矮星系，圍繞母星系旋轉。
圖：哈勃的ACS拍攝的旋渦星系Arp 188與作為背景的眾多遙遠星系的可見光與近紅外線合成圖像。除了圖中那顆星系之外，圖中還有大約3000個遠得多的星系，它們看起來小得多。哈勃在2002年4月1日與9日拍攝這張圖的時候，用了將近24小時的總時間，長時間的曝光得到的多張圖像的疊加，使原本看起來非常暗的遙遠星系變得可見。圖中區域的寬度與高度分別為44萬光年與38萬光年。
Credit: NASA, Holland Ford (JHU), the ACS Science Team and ESA
https://www.spacetelescope.org/images/heic0206a/
Arp 272
併合星系Arp 272位於距離地球大約4.5億光年遠處。它位於武仙座星系團內，由旋渦星系NGC 6050與棒旋星系IC 1179構成，這兩個星系的旋臂已經開始併合。事實上，這兩個星系上方還有第三個小星系，它也與這兩個星系相互作用。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的相互作用星系Arp 272的可見光與近紅外線合成圖像。圖中區域的邊長約為14萬光年。此圖是哈勃升空18周年紀念圖之一。
Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and K. Noll (STScI)
https://www.spacetelescope.org/images/heic0810ap/
宇宙中的另一個「10」：Arp 147
Arp 147位於鯨魚座方向，距離地球大約4.3到4.4億光年。它由兩個環狀星系組成，側向對著地球的那個像「1」，正向面對地球的環狀星系像「0」，二者也組成了一個「10」，與前面的NGC 4302與NGC 4298構成的「10」類似。
在膨脹之前，兩個星系分別是旋渦星系與橢圓星系。碰撞後，旋渦星系內的氣體與塵埃以每秒鐘100千米的速度向外擴張，成為一個氣體環，裡面快速形成大量恆星，從而成為一個「星暴環」。這個過程在大約4000萬年前開始，在1500萬年前結束，持續了2500萬年。此後，裡面的一些大質量恆星爆發為超新星，留下了中子星與黑洞。
X射線望遠鏡的探測確認了藍色環區域中的9個明亮的X射線源，它們都包含著黑洞，這些黑洞的質量大約是太陽的10到20倍。在「1」星系裡，X射線望遠鏡也探測到了一個X射線源，它也可能是一個包含黑洞的系統。
圖：哈勃的WFPC2拍攝的相互作用星系Arp 147的可見光與近紅外線合成圖像，右邊星系的環由大量氣體、塵埃、恆星與星團組成，恆星發出強烈的藍光。圖中區域的寬度與高度分別為16萬光年與13萬光年。
Credit: NASA, ESA and M. Livio (STScI)
https://www.spacetelescope.org/images/heic0820a/
太空中的感嘆號：Arp 302
相互作用星系Arp 302又被命名為UGC 9618, VV 340。因為它仿佛太空中的一個巨大的感嘆號，因此又得到了「感嘆號星系」的雅號。它位於牧夫座，距離地球約4.5億光年。
Arp 302由一對旋渦星系組成，它們分別是VV 340A與VV 340B。其中，VV 340A側對著地球，仿佛一豎；VV 340B面對著地球，仿佛一個圓點，二者構成了感嘆號的外形。
這兩個星系富含氣體，相互作用使它們內部的氣體快速形成新的恆星，因此成為星暴星系。新形成的恆星發出的紫外線加熱了周圍氣體，使那些氣體發出大量的紅外線。
圖：哈勃的ACS拍攝的相互作用星系Arp 302（「感嘆號星系」）的可見光與近紅外線合成圖像。強烈的相互作用使這兩個星系都成為星暴星系。圖中區域的邊長約為29萬光年。此圖是哈勃升空18周年紀念圖之一。
Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans
https://www.spacetelescope.org/images/heic0810af/
一箭穿心：Arp 148
Arp 148位於大熊星座方向，距離地球大約5億光年。兩個星系碰撞併合形成了一個環狀星系與一個長尾巴結構的星系，二者互相垂直。碰撞產生的衝擊波將物質擠壓到中心然後又將物質向外擠出為一個環。哈勃的觀測表明，Arp 148中的一些塵埃區域正在發出大量紅外線，但幾乎不發出可見光。
圖：哈勃的ACS拍攝的Arp 148的紫外線、可見光與近紅外線合成圖像。圖中藍色環中的白斑為星團。圖中區域邊長約為12.5萬光年。此圖是哈勃升空18周年紀念圖之一。
Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans, K. Noll, and J. Westphal
https://www.spacetelescope.org/images/heic0810ae/
「疑是銀河落九天」：Arp 194
Arp 194位於大熊座，距離我們6億光年。它由兩個正在併合的星系構成。由於強烈的相互作用，這兩個星系裡的一些恆星、星團、氣體被甩出，構成壯觀的星流，長度超過了10萬光年，就像宇宙中的一個噴泉。星系併合拋出的星流的尾部在哈勃拍攝的圖像中恰好與另一個星系重合，讓人以為那個星系也參與了相互作用，實際上那個星系是遠得多的星系，只是恰巧與Arp 194同框。
圖：哈勃升空19周年紀念圖：哈勃的WFPC2觀測的Arp 194的可見光與近紅外線合成圖像。圖上方兩個星系正在併合，兩個明亮的核心非常明顯，它們分別是兩個星系原來的核心。如果只看圖，我們會認為圖下方那個星系正在與上面的兩個星系相互作用、並將上面星系內的恆星與氣體拉扯成星流；但哈勃的觀測表明，下方那個星系只是湊巧同框，它其實是一個更遠的背景星系，不與圖上方的兩個星系相互作用。Arp 194所在的距離處，圖中區域寬度與高度分別為22萬光年與26萬光年。
Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
https://www.spacetelescope.org/images/heic0906a/
奇怪的知識：宇宙中會有越來越多的併合星系。星系群與星系團的星系之間都有明顯的引力，在引力作用下，星系之間會彼此靠近。當兩個星系或者多個星系靠近到一定的距離之內，引力就會扭曲星系的形狀，使得它們成為相互作用星系。隨著時間推移，相互作用星系可能擦肩而過，也可能直接併合。因此，隨著時間的推移，宇宙中的相互作用星系與併合星系會越來越多。
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