科技日報記者 劉霞
如果把廣袤的宇宙看作是一個藝術空間，那麼其中最靈動、最有創意的部分，一定是星系世界。宇宙中約有1000億到2000億個星系，我們身處的銀河系如滄海一粟。
在銀河系之外，有形狀像水母的星系、像蝌蚪的星系、有吞噬其他星系的「食人族」星系；有的星系剛出生就接近死亡；而有的星系在中年還如花兒一般盛開。即便是我們現在「甜蜜的家」銀河系，也曾是個「盜竊犯」，有過「至暗時刻」。
美國太空網在10月20日的報導中，為我們列出了其中最奇特的15個星系。這些各自美麗的星系，用自己的獨特，裝點了夜空的美麗。
像水母一樣迷人的星系
水母可能是這個星球上最古老、最迷人的動物了，遠在6.5億年前它就出現在地球上，遍布世界各地的海域。水母身姿曼妙，宛若漂浮的花傘，是海洋世界裡最美的舞者，令人迷醉。
當然，在浩瀚的宇宙中也有這樣「尤物」：一個像水母一樣在宇宙間遊弋的星系ESO 137-001。它是一個璀璨的巨大星系，有一條巨大的尾巴，長達26萬光年，這讓它看起來像極了一個在無垠太空遊弋的美麗水母。ESO 137-001距我們地球約2.2億光年，位於南三角座中，2014年由哈勃望遠鏡及錢德拉X射線天文臺首次發現。
美國國家航空航天局（NASA）發布的合成照片顯示：在明亮的星系圓盤下，年輕恆星流出的藍色光芒似乎成了水母星系的長長觸手，推動著星系在太空中遊弋。背景和前景的點點星光，則讓這個「水母」顯得神秘美麗，彰顯了宇宙的浩瀚以及時空的久遠。
烏龍！「無暗物質」星系
2018年3月，《自然》雜誌刊文稱，科學家們藉助哈勃太空望遠鏡，發現了一個顯然缺乏暗物質的星系。
暗物質是一種神秘的物質，它與重力相互作用，但不與光相互作用。在目前的星系形成理論框架內，暗物質是導致氣體坍縮形成恆星的基礎，在大多數星系中，暗物質都是最主要的組成成分，沒有暗物質的星系就如同「無源之水」、「無本之木」。因此，消息一「出爐」，就在物理學界引發熱議，也引起迷思。
一年後，加拿大天文學研究所（IAC）的研究人員通過對該星系進行完整而綜合的觀察，解決了這個謎團。發表於《皇家天文學會月報》的研究結果表明，這個星系與地球的距離比先前的計算更近（從6400萬光年變為4200萬光年）。基於這一新數據，研究人員計算得出，該星系的總質量約為之前估計的一半，但其恆星的質量僅為先前估計的四分之一，這意味著總質量很大一部分必須由暗物質組成。
事實證明，它就是一個非常普通的星系。
既年輕又即將死去的
「殭屍」星系
茫茫宇宙，真是怪事頻出，有的星系出生沒多久，就好似已經行將就木，巨大的盤狀星系MACS 2129-1就擁有如此悲慘的命運。
MACS 2129-1的旋轉速度是銀河系的兩倍，但仍不如銀河系活躍。哈勃太空望遠鏡對這一遙遠星系的觀測表明，它在大約100億年間沒有製造恆星，也就是說，在大爆炸後的幾十億年裡，星系內就沒有恆星形成，它因此成為一個所謂的「死亡星系」。這是人類第一次獲得最早一批「死亡星系」的直接觀測證據。
研究人員說，在宇宙歷史的早期發現這樣一個星系挑戰了目前對星系形成和演化的認識。
這一發現之所以令人驚訝，是因為星系通常都是以某種方式從銀河系般的盤狀朝著今天我們所見的巨型橢圓星系演化的。通常的情況下是橢圓星系含有大批衰老恆星；而螺旋星系多含年輕的藍星。
科學家們認為，這類星系是隨著時間的推移與較小的星系合併而形成的，但MACS 2129-1內的恆星可能並不來自這種爆炸性合併，而是在原初星系的盤中形成。該發現發表於2017年出版的《自然》雜誌，表明死亡星系的內部結構會隨著星系年齡的增長以某種方式重新排列，但星系表面的形狀並不會發生變化。
「食人族」星系
吞噬鄰居讓自己變大
好像「殭屍星系」還不夠怪異似的，宇宙又製造出了一些更加怪異的「食人族星系」。宇宙間充滿「食人族」星系。天文學家一直懷疑，像銀河系這樣的大質量星系之所以隨著時間的推移變得如此之大，是因為吞噬了周圍更小星系的恆星。
而2019年的一項研究指出，在100億年間，銀河系的鄰居仙女星系也以「貪吃」而著稱——它一直在吞噬比它更小的星系，其中就包括銀河系的一個「姐妹」。再過45億年，仙女星系和銀河系將發生碰撞，屆時，星系中的所有天體將來一次大清洗，不過目前尚不清楚，在這場浩大的宇宙之戰中「鹿死誰手」。
當然，地球是無法見證這場鏖戰了，因為太陽的溫度不斷升高，從現在起大約10億到50億年之間，地球上的生命將不復存在。
在太空遊弋的「蝌蚪」星系
在距離地球三億光年遠的地方，有一隻巨大的「蝌蚪」星系太空中遨遊。這個蝌蚪星系極具藝術氣韻，靈動、飄逸，渾身散發著神秘感，叫人迷戀不已。
據悉，這個蝌蚪星系長約100萬光年，是銀河系的10倍，其「尾巴」就長達50萬光年，銀河系在它面前只能自愧弗如。
蝌蚪星系奇怪的外觀是怎麼形成的呢！？
研究人員在2018年的《皇家天文學會月刊》上解釋稱，「罪魁禍首」是一次宇宙碰撞。兩個盤狀星系拉動一個較小的矮星系，使一部分恆星聚集在一端形成蝌蚪的「頭部」；而其他恆星則排成長長的「尾巴」。不過，這種形狀出現的時間有限。幾十億年後，這些星系將與附近的其他星系合併在一起，形成一個單一的星系。
最亮星系是「老饕」
星系之間通常「各自為政」、「進水不犯河水」，但如果靠得太近的話，就可能引發一些亂象，所謂「近之則不遜」。
2018年，科學家們藉助位於智利的阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡（ALMA），首次發現了宇宙間最明亮星系W2246-0526正在引力的作用下，蠶食至少三個鄰近星系。研究人員稱，可能正是如此瘋狂的「狼吞虎咽」，助其榮膺「宇宙最亮星系」的稱號。
雖然這個星系的體型和質量在宇宙中很一般，但其亮度卻足以讓一切黯然失色——約為太陽的350萬億倍。想像一下，350萬億顆太陽齊放光芒是一種什麼樣的耀眼景象！
此外，科學家們認為，W2246-0526中心存在一個質量約為太陽40億倍的超大質量黑洞，在它強大引力作用下，大量物質不斷聚攏並墜入其中。在這個極端的過程中，物質會被加熱到上百萬度，爆發出驚人閃光；而W2246-0526的瘋狂進食，使快速消耗的物質得到不斷補充，從而得以維持驚人亮度。研究人員推測，W2246-0526的這種狀態可能已經維持了一段時間，預計還將持續數億年。
至於這三個鄰近星系最終是被完全吞噬，還是苟延殘喘，這得看它們的造化。實際上，類似現象在宇宙中並不罕見。大魚吃小魚，小魚吃蝦米，我們的銀河系也是這樣一路拼殺，才坐上本星系群第二把交椅；而本星系群的老大—仙女座星系正向我們奔來，要把銀河系吞併而後快。
當然，我們無需擔心餓過頭的W2246-0526 會來吃銀河系，畢竟我們之間隔著124億光年的距離。
步入死亡的「小熊」星系
「小熊」（Little Cub）星系的名字可能是迄今最可愛的。
據了解，「小熊」星系位於大熊座（Ursa Major）的裡邊，這也是其得名的由來。然而，自從宇宙大爆炸以來，這個矮星系就一直處於休眠狀態，這意味著自137億年前宇宙迅速膨脹（暴脹）後不久，其內部的分子可能就沒有發生變化。
這顆矮行星的氣體正被位於其周邊的巨大星系NGC 3359吸食，而它們恰好是「小熊」星系成長、形成更多星體所必須的物質。
科學家們認為，「小熊」星系很好地展示了原始星系在宇宙大爆炸之後如何生存的情況；它還為人們提供了能夠一窺宇宙早期階段的突破性視角。
如花般盛開的星系
在太空的空白處，銀河系ESO 381-12似乎正如花般盛開。這個星系距地球2.7億光年，位於半人馬座。它是像銀河系這樣的螺旋星系和一個橢圓形星系的混合體。
但是，使ESO 381-12真正令人覺得奇怪的是從星系體向外延伸的不規則、像花瓣一樣的花朵。
天文學家並不完全確定是什麼原因導致了這些結構。他們認為，這種如花般的盛開可能是來自相對較新的星系碰撞產生的衝擊波，而這種碰撞也為星系提供了形成恆星的新養料。
漂亮的風車星系
南風車星系「梅西爾83」（Messier 83）是一個大型螺旋狀星系，它位於長蛇座，距離地球約1500萬光年。它的外形類似銀河系，但大小只有銀河系一半。「梅西爾83」星系最早由法國天文學家尼古拉斯·路易斯·德·拉塞爾於18世紀中期發現。
「梅西爾83」星系有兩個地方很怪。首先，它的中心似乎有一個雙核–可能是兩個超大質量黑洞將星系束縛在一起；或者可能是一個偏斜的恆星盤圍繞一個中心黑洞運行產生的影響；其次，「梅西爾83」星系還是一個高產超新星的星系，在其星系內有著多達6個超新星爆發，以及另外300多個爆炸產生的殘骸。這使「梅西爾83」在擁有超新星方面排名第二——星系NGC 6946擁有9個超新星爆發。
「害蟲」星系
通常，當天文學家和太空機構研究人員發現一個天體時，會感到興奮，開香檳慶祝，但現在科學家們卻開始對一個「躲在」恆星HD 107146後面的「害蟲星系」（Vermin Galaxy）感到厭煩。
在NASA公布的圖像中，中央的綠色圓圈就是恆星HD 107146所在的位置，這是一顆年輕版的太陽，它也被原行星盤環繞，周圍有黃色、橙色和紅色等各種碎片；而圖像右下方的那塊光斑就是科學家所指的「害蟲星系」。
研究人員表示，這個「害蟲星系」將在2020年前被完全遮掩，到時它的星光將從原行星盤中穿過，屆時，研究人員將能夠藉助星系發出的光，獲得更多有關原行星盤的信息。
「明眸善睞」的星系
是不是感覺你正在被監視？螺旋星系IC 2163的盤面似乎正用一雙巨大的眼睛注視著太空。這對雙眼實際上是大量的恆星和塵埃流，它們由IC 2163（圖右）在另一個螺旋星系NGC 2207（左）上掠過時產生。很有意思的是，這兩個星系最近剛剛相遇，就一見鍾情般開始與對方「起舞」。
天文學家米歇爾·考夫曼在2016年發表的一份聲明中說，這對「明亮雙眸」僅持續了幾千萬年。而這幾千萬年對於星系的整個生命來說，不過是「眨眼之間」，因此發現一個這樣的星系是一個獨特的機會。
NGC 2207和 IC 2163星系位於距地球1.4億光年外的大犬星群。在大約5億年後，這兩個星系將最終融合為一體，到時，如此絢麗的「化妝舞會」奇景將不復存在。
「心心相映」
擁有兩個黑洞的星系
大多數星系中央都有一個超大質量黑洞，但宇宙間總有一些「特立獨行者」——有些星系中央可能擁有兩個黑洞。
其中一個不按牌理出牌的星系就是名為NGC 7674的星系，這是一個螺旋星系，其中心擁有一對相距僅一光年的黑洞，兩個黑洞的總質量為太陽質量的3600萬倍。這個星系距地球4億英裡，可能在與另一個星系碰撞並合併的過程中像搶奪戰利品一般，將另外一個星系的黑洞搶了過來。
科學家非常驚訝該雙星超級黑洞的存在，因為以前從未發現如此靠近以及位於螺旋星系的成對黑洞。據《科學美國人》報導，這是迄今所知的第二個擁有雙黑洞的星系。
第一個中央存在兩個黑洞的星系是名為0402 + 379的超大質量星系，這個橢圓星系距離地球7.5億光年遠，中心存在兩顆間距為24光年、質量為太陽150億倍的超級黑洞。
「拒絕長大」的星系
星系必須蠶食其他星系才能生存，否則就會死亡。NGC 1277星系選擇了後者。科學家們於2018年首次發現了這個星系，其距離地球僅2.4億光年。大約一百億年以來，其內部一直沒有新恆星形成，這使其成為一個死星系。遍布其中的是一堆老朽恆星，生氣全無。
儘管這個星系現在已經老態畢現，但遙想當年，它也曾有過意氣風發的時刻。實際上，NGC 1277在很久之前也曾一片欣欣向榮，產星率高達當今銀河系的1000倍。然而，隨著恆星嬰兒潮的戛然而止，NGC 1277逐漸走向衰亡，在過去100億年的時間裡基本沒什麼變化，就像一個無故事王國。
天文學家認為，NGC 1277之所以發育受阻是因為它的運動太快而無法在引力作用下吞噬其他星系。它以大約320萬公裡/小時的速度穿越太空。由於沒有來自外星系的氣體和塵埃，NGC 1277不再形成恆星。一些天文學家認為，大多數星系開始看起來像NGC1277一樣，只是後來相互合併才演化成螺旋形和其他形狀。NGC 1277星系由100萬顆恆星組成，給了我們一個研究「部」宇宙中「原始」星系的獨特機會。
不遠反近！朝我們來的星系
由於宇宙在不斷膨脹，大多數星系都在遠離我們，但浩渺星空，總有「特立獨行者」。哈勃太空望遠鏡今年6月提供的最新照片顯示，距離銀河系約6000萬光年的螺旋星系「梅西90」（Messier 90）正朝銀河系呼嘯而來。
哈勃望遠鏡團隊發表聲明稱，「梅西耶90」是極少數朝著銀河系移動的星系之一。由於「梅西耶90」發出的光線，他們能分辨出這一星系正朝我們靠近。
哈勃團隊解釋，當星系朝我們移動時，其發出的光線會被壓縮。在可見光譜上，波長較短的光波呈藍色，展示出一種名為「藍移」的現象。研究人員看到了這一現象，這表明，「梅西耶90」正向我們靠攏。而幾乎所有其他被觀察到的星系都隨著宇宙的膨脹而遠離我們，它們的光線朝可見光譜的紅色端延伸——顯示出所的「紅移」現象。
「梅西耶90」是處女座星系團的一部分，該星系團由1200多個星系組成。天文學家推測，「梅西耶90」之所以會出現「藍移」現象，可能是由於該星團的質量大得令人難以置信，能將星團內其他星系加速到高速並將它們送到奇怪的軌道上。
哈勃望遠鏡團隊在聲明中表示，處女座星系團本身正遠離我們，但這個星系團中的一些星系，包括「梅西耶90」，其移動速度比整個星系團的移動速度更慢，因此從地球的角度觀察，我們看到這個星系正朝我們移動；而同一星系團中的其他星系似乎正以高速遠離。
銀河系也曾是個「盜竊犯」
銀河系是我們的家園，但這並不意味著它就不怪異。事實證明，銀河系一直在「偷吃」鄰近星系。
天文學家在2019年10月發表於《皇家天文學會月刊》上的新研究指出，他們發現，銀河系從鄰近的大麥哲倫星系（LMC）星系中盜走了四個超微弱的矮星系和另外兩個分別名為「卡瑞娜」（Carina）和「福納克斯」（Fornax）的矮星系。而所有這一切都是由於兩個星系之間的持續合併而發生的。
LMC距離地球約16.3萬光年，包含大約300億顆恆星。新研究發現，這六個星系原本是LMC的早期組成部分。但銀河系是一個更大的星系，具有更強的引力，使它們脫離了LMC。
但是，這一「偷盜案「發生的時間並不是很遙遠——小星系大約在10億年前進入銀河系，就宇宙138億年的壽命而言，這只是一小段歷史。
浩瀚的宇宙，蘊藏著無數的奧秘，還有多少是我們未曾理解的呢？科學家們寄希望於詹姆斯-韋伯太空望遠鏡等探測設備，為我們揭開籠罩在宇宙頭上的「面紗」。
來源：科技日報 圖片由本文作者提供
編輯：陳小柒
審核：王小龍