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本文基于回答網(wǎng)友的類似問(wèn)題。事實(shí)上,所有的大星系都是在長(zhǎng)期的宇宙演化中由小變大的,但我的理解是,星系的成長(zhǎng)完全與黑洞吞噬天體不一樣,是星系與星系不斷碰撞融合形成的,不能叫吞噬。
先說(shuō)說(shuō)銀河系的現(xiàn)在
銀河系是我們太陽(yáng)系的家園,太陽(yáng)只是銀河系中一顆普通的黃矮星,是銀河系里1000~4000億顆恒星中的一顆中小型恒星。銀河系是一個(gè)有點(diǎn)像風(fēng)車或者鐵餅的扁平狀漩渦星系,由于核心有一個(gè)巨大光柱,光柱的兩頭挑出兩個(gè)巨大的主螺旋羽翼,又叫做棒旋星系。
過(guò)去的觀測(cè)認(rèn)為,銀河系的盤面直徑約有10萬(wàn)光年;現(xiàn)在新的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)認(rèn)為,銀河系盤面直徑很可能有20萬(wàn)光年。這個(gè)銀盤由恒星、塵埃和氣體組成,核心厚度只有約1萬(wàn)光年,越到邊緣越薄,平均厚度約為2000光年。
過(guò)去估計(jì)銀河系質(zhì)量約有2000億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量,現(xiàn)在包括暗物質(zhì)估計(jì)約有3萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量,其中暗物質(zhì)約占83~85%,也就是恒星、星際塵埃等明物質(zhì)約有4500億~5100億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。
銀河系在宇宙中并不算一個(gè)很大的星系,目前發(fā)現(xiàn)宇宙中最大星系是距離我們約10億光年的IC1101,這是一個(gè)橢圓星系,直徑約有600萬(wàn)光年,可以容納數(shù)千個(gè)銀河系,擁有恒星100萬(wàn)億顆以上。
銀河系的直接領(lǐng)導(dǎo)是天體的上層結(jié)構(gòu)~本星系群,這個(gè)星系群(團(tuán))約由50個(gè)大大小小的星系組成。在這個(gè)群里,銀河系排名老二,僅次于老大仙女星系,其余的星系都小于銀河系,大多數(shù)屬于矮星系。這些矮星系受到老大老二的引力制約,分別圍繞著它們運(yùn)動(dòng)。銀河系周圍有兩個(gè)伴星系,即大麥哲倫和小麥哲倫星系,還有十幾個(gè)衛(wèi)星矮星系。
我們的家園太陽(yáng)系坐落在銀河系一條叫獵戶座的支臂上,距離銀心約為2.64萬(wàn)光年,太陽(yáng)帶著八大行星等拉七雜八的小天體,圍繞著銀心公轉(zhuǎn),軌道速度約217公里每秒,約2.25~2.5億年轉(zhuǎn)一圈。
再說(shuō)說(shuō)銀河系的過(guò)去和未來(lái)
銀河系已經(jīng)有136億歲的年齡,也就是說(shuō)宇宙誕生不久,銀河系就誕生了。像所有星系一樣,銀河系誕生時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有現(xiàn)在這么大。研究認(rèn)為,在過(guò)去120億年的歷史長(zhǎng)河中,銀河系至少經(jīng)歷了12次與不同星系的碰撞合并,才成為今天樣子的。
天文學(xué)家們通過(guò)研究球狀星團(tuán),來(lái)了解銀河系到目前為止發(fā)生了多少次大的碰撞。因?yàn)榍驙钚菆F(tuán)是宇宙早期遺留下來(lái)的活化石,根據(jù)恒星都是從同一氣體中同時(shí)誕生的規(guī)律,就可以利用其化學(xué)成分來(lái)確定起源,再通過(guò)重建球狀星團(tuán)的軌道運(yùn)動(dòng)和當(dāng)前形狀,就可以確定這些星團(tuán)來(lái)自哪里,其前身星系有多少顆恒星。
根據(jù)蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡和史隆數(shù)字巡天得到的數(shù)據(jù),科學(xué)家得出在大約100億到80億年前,一個(gè)名為蓋亞香腸的矮星系與銀河系碰撞,然后并入了銀河系,從此為銀河系增添了至少8個(gè)球狀星團(tuán),約500億倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星、氣體、塵埃以及暗物質(zhì)。
而根據(jù)數(shù)據(jù)模擬結(jié)果,真正改變銀河系的最大碰撞來(lái)自更久遠(yuǎn)的Kraken星系。這次碰撞發(fā)生在110億年前,當(dāng)時(shí)的銀河系比現(xiàn)在小4倍,Kraken的并入讓銀河系增加了至少13個(gè)球狀星團(tuán)。
而現(xiàn)在銀河系中至少有150個(gè)球狀星團(tuán),這就是銀河系歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)多次碰撞合并事件活見(jiàn)證。
銀河系的合并至今沒(méi)有停止,當(dāng)下,本星系群中最大的星系仙女星系正在朝著我們飛奔而來(lái)(或者也可以說(shuō)我們向它飛奔而去),每秒速度約為300公里,科學(xué)家預(yù)計(jì)在未來(lái)30~40億年左右,這兩大星系就會(huì)撞在一起,合并成一個(gè)更大的橢圓星系。
當(dāng)然,皮之不存毛將焉附?圍繞著這兩大星系之間的衛(wèi)星矮星系也將合并進(jìn)來(lái),也就是說(shuō)整個(gè)本星系群將合并成一個(gè)大的橢圓星系。一般來(lái)說(shuō),橢圓星系是宇宙星系中的巨無(wú)霸。
人類若能有幸延續(xù)到那一天,或許可欣賞到自己家園巨大無(wú)比的壯觀景象。
宇宙中,星系合并每天都在繼續(xù)
人類對(duì)宇宙的觀測(cè)在近30年以來(lái)突飛猛進(jìn),這主要得益于哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和韋伯空間望遠(yuǎn)鏡等一些最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡問(wèn)世,人們的視野從太陽(yáng)系光年尺度內(nèi),延伸到銀河系20萬(wàn)光年,再延伸到本星系群1000萬(wàn)光年、本超星系團(tuán)1.1億光年;
拉尼亞凱亞超星系團(tuán)復(fù)合體5.2億光年、史隆長(zhǎng)城結(jié)構(gòu)13.7億光年、海格力斯-科羅拉·伯里阿斯長(zhǎng)城超過(guò)100億光年等等。
哈勃望遠(yuǎn)鏡曾經(jīng)拍了幾張?bào)@世駭俗的照片,其中的哈勃極深場(chǎng)XDF最令人震撼。這張照片是在一塊只有滿月視野不到百分之一的天區(qū),通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間曝光,拍攝到了數(shù)千個(gè)星系。而繼任者韋伯望遠(yuǎn)鏡比它的前輩哈勃強(qiáng)大100倍,采用紅外視場(chǎng)得到的影像更清晰更深遠(yuǎn),在哈勃極深場(chǎng)同一個(gè)天區(qū),看到了更多更清晰的星系。
由此可以得出,在可觀測(cè)宇宙,保守估計(jì)也有上萬(wàn)億個(gè)星系,甚至很可能存在10萬(wàn)億個(gè)以上。由此,在廣袤宇宙大背景下,小小銀河系實(shí)在就是一個(gè)小沙粒,而太陽(yáng)則連塵埃都算不上,地球和地球上的人類就更不值一提。
在這些望遠(yuǎn)鏡的視野里,人們觀測(cè)到了絢麗多彩五花八門各種各樣的星系,但歸結(jié)起來(lái)大致有三類,即橢圓星系、旋渦星系、不規(guī)則星系,各種星系都是這幾大類星系的變種。
在這些星系中,發(fā)現(xiàn)有不少正在碰撞合并的星系,如哈勃發(fā)現(xiàn)位于后發(fā)座的NGC4676星系,俗稱雙鼠星系,就像正在嬉戲的兩只老鼠;還有距離地球3億光年仙女座方位的玫瑰星系、距離我們6000萬(wàn)光年位于獅子座的NGC3447星系等等,都是處于碰撞合并階段的星系。
剛剛服役不久的韋伯望遠(yuǎn)鏡,就已經(jīng)有了許多突破性發(fā)現(xiàn),將哈勃望遠(yuǎn)鏡看到134億光年距離的星系,又往前推進(jìn)了2億光年,看到了136億光年遠(yuǎn)的星系,說(shuō)明宇宙大爆炸發(fā)生后僅兩億年星系就廣泛存在了,豐富和修正了大爆炸理論原先的估計(jì)。
而且,韋伯望遠(yuǎn)鏡也發(fā)現(xiàn)了不少正在碰撞合并中的星系,如距離我們5億光年位于飛燕座的ZW96星系;壯觀的HCG92??松旅苄窍等?,又被稱為斯蒂芬五重奏; IC1623星系等等。這些在碰撞中正在形成的更大星系,說(shuō)明了宇宙星系碰撞是普遍的,幾乎所有大星系都是在碰撞合并中誕生的。
這些碰撞的狀態(tài),實(shí)際上給我們預(yù)演了30億年后銀河系和仙女星系的碰撞場(chǎng)面。由此可見(jiàn),星系碰撞不是一個(gè)星系吞噬一個(gè)星系的過(guò)程,而是一個(gè)碰撞合并的過(guò)程,是強(qiáng)弱聯(lián)合或者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的過(guò)程,是一個(gè)雙贏格局。
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