科學家觀測到2億光年外的星系碰撞,38億年後的銀河系也會如此

2020-12-05 探索浩瀚星空

138億年前,一個神秘的奇點發生了大爆炸,隨之宇宙誕生。這就是著名的宇宙大爆炸理論,宇宙大爆炸之後並沒有如人們想的那樣,立馬就形成了恆星,行星等天體和星系。

宇宙大爆炸之後,最初形成的是氫等各類基本元素,其中氫是最主要的元素,後來的星際塵埃等物質都是由氫等基本元素轉化而來。當宇宙中有了星際塵埃這些物質後慢慢形成了一個個星雲,而恆星就是這些星雲中的物質不斷凝合而成。

星雲中的物質先形成一個天體,然後這個天體隨著引力的不斷增加,吸附能力越強將星雲中的物質不斷吸收靠攏,當天體的質量達到一定程度的時候就會點燃其核心的核聚變反應,於是恆星誕生了。恆星誕生之後它的質量也達到了上限,不再吸收星雲中的物質,如果星雲中的物質還留有剩餘,就會慢慢聚合形成行星,小行星等天體,然後圍繞恆星公轉形成星系。

可能有人會問了,銀河系這樣的大星系是如何形成的?像銀河系這樣的大星系,它的中心都有超大質量黑洞,黑洞的超強引力可以影響方圓十萬光年以上,在這個範圍內的恆星都要圍繞銀心運動。而銀河系的形成跟它中心的這個超大質量黑洞有關。

那麼銀心處的超大質量黑洞又是如何形成的呢?其實依靠的就是黑洞的不斷融合。我們都知道,黑洞其實就是大質量恆星生命走到末期發生超新星爆炸後的產物,它其實就是恆星的屍體。而且大質量的恆星其壽命都比較短,只有幾千萬年的生命。

宇宙誕生之後先形成了大小不等的恆星,其中大質量的恆星很快生命走到盡頭,發生了超新爆炸形成了黑洞。這個黑洞只是恆星級黑洞,遠遠無法跟超大質量黑洞相比。可是黑洞由於引力極其強大,如果方圓幾萬光年的範圍內有多個黑洞,這些黑洞就會通過不斷融化,最後形成一個超大質量的黑洞。

超大質量黑洞形成之後,在其強大引力的作用下,很多的小星系就要圍繞它運動就形成了像銀河系這樣的大星系。那麼像銀河系這樣的大星系還會再次發生碰撞融合嗎?答案是肯定的。在浩瀚的宇宙中,星系的數量可達數千億個。雖然空間非常廣闊,宇宙中的星系大都距離遙遠,並且它們在暗能量的作用下彼此遠離而去,但有些距離較近的星系會在引力的作用下互相靠近,並且最終互相碰撞。

科學家通過天文望遠鏡就發現了距地球約2.28億光年外的大星系碰撞融合景象,NGC 6052星系位於武仙座,距離地球大約2.28億光年,直徑大約11萬光年。早在1784年,英國天文學家威廉·赫歇爾(William Herschel)就已經發現了這對星系。由於形狀奇特,NGC 6052最初被歸類為一個不規則星系。

隨著觀測技術的進步,天文學家通過哈勃太空望遠鏡的第三代廣域照相機拍攝到了有關NGC 6052的清晰照片。這個時候科學家發現,原來這個NGC 6052其實不是一個不規則星系,而是由兩個正在碰撞的螺旋星系所組成。科學家猜測,這兩個星系經過漫長的引力作用,它們不斷相互靠近,終於有一天它們碰到了一起然後開始相互融化,並且自身的形狀也發生了很大的變化。

星系中的恆星將會沿著新的軌跡運動,這使得早期天文學家誤以為它是一個不規則星系。雖然這兩個星系最終會合併在一起,但其中的恆星發生碰撞是非常罕見的。因為與恆星之間動輒數十萬億公裡(數光年)的距離相比,直徑只有數十萬至數百萬公裡的恆星顯得非常小,它們在巨大的星際空間中幾乎不會撞在一起。

當然,星系的碰撞融合雖然很少會發生恆星碰撞,但是它們的融合仍然是非常壯觀炫麗的,能夠爆發出巨大的能力輻射,否則我們也不可能通過天文望遠鏡觀測到距地球2.8億年外的星系碰撞融合景象了。而這個巨大的能量輻射來源並不是兩個星系中恆星碰撞導致,而是由它們的黑洞碰撞融合導致。

雖然兩個星系碰撞融合的時候,恆星很少會發生碰撞,但是兩個星系的中心都有一個超大質量黑洞,兩個黑洞的融合可沒有星系的融合那麼平靜,而是會隨著距離的不斷接近,周圍空間的能量扭曲非常厲害。處在黑洞附近的恆星這個時候會被兩個黑洞產生的巨大引力拉扯不斷分解形成更加壯觀的吸積盤。

因此,兩個大星系的融合,真正壯觀的是兩個黑洞的碰撞融合,因此科學家尋找宇宙中的星系碰撞融合景象,主要是探測尋找雙黑洞的存在,而且科學家在宇宙中還真發現了不少的雙黑洞融合景象,可見在宇宙中星系碰撞融合也不是什麼太稀奇的事。有可能這樣的星系碰撞融合每時每刻都在宇宙中發生。

我們生存的銀河系38億年後也難逃這樣的命運。銀河系的鄰居是仙女座星系,由於兩個星系之間的距離只有幾百萬光年,它們之間的引力能夠相互影響到,因此銀河系和仙女座星系在不斷旋轉的同時也在不斷相互靠近。根據科學家的計算,它們可能會在38億年後發生碰撞融合,然後形成一個更大的橢圓星系。

在浩瀚的宇宙,黑洞來源於恆星的死亡,而大量黑洞出現後,它們通過不斷碰撞融合形成更大的黑洞。如果宇宙中的黑洞最終的目標就是不斷融合壯大,那麼在未來,宇宙有可能也會終結於黑洞手中。要知道黑洞的特性就是吞噬,它可以吞噬一切物質,包括恆星和光。

如果宇宙中的黑洞通過相互融合不斷壯大,未來有一天宇宙中心可能會形成一個我們無法想像的超級黑洞,它不斷吞噬宇宙天體物質,最後將整個宇宙吞噬。這可能也就是宇宙的命運輪迴吧。

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