碰撞过后，星系是走向新生还是灭亡？

　　美国宇航局的斯皮策太空望远镜一直在观察星系碰撞的发展，并试图了解这对未来意味着什么。

　　

　　合并了两个星系，分别命名为NGC7752（较大的星系）和NGC7753（较小的星系），也统称为Arp86。它由三个斯皮策红外阵列相机(IRAC)拍摄的图像组成。图片来源：NASA/JPL-Caltech

　　来自NASA斯皮策太空望远镜的三张图片显示了宇宙中两对星系的合并。虽然星系现在看起来是分离的，但引力会将它们拉在一起，很快它们就会合并形成新的并合星系。一些合并的星系将经历数十亿年的增长。然而，一些人认为合并最终不会成功，不会形成恒星，银河系注定要灭亡。

　　

　　在我们可观测的宇宙中只有少数星系正在合并，但在60亿至100亿年前，星系合并很常见，这些合并彻底改变了宇宙景观。十多年来，在大天文台从事星系全景红外研究的科学家们利用附近的星系来研究星系合并的细节，并将它们用作早期宇宙历史的实验室。该调查的重点是附近的200个天体，其中包括许多处于不同合并阶段的星系。

　　在这些图像中，不同的颜色对应于人眼不可见的不同波长的红外光。蓝色对应3.6微米，绿色对应4.5微米——均由恒星发射。红色对应于8.0微米，主要由灰尘发出的波长。

　　

　　斯皮策还探测到两个合并星系，称为Arp302，也称为VV340。图片来源：NASA/JPL-Caltech

　　导致合并星系内恒星形成突然停止的主要过程之一是过度膨胀的黑洞。大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞，这是一种比我们的太阳质量数百万到数十亿倍的强大野兽。在星系合并过程中，气体和尘埃被带入星系中心，帮助形成年轻恒星，同时也为中心黑洞提供能量。

　　

　　但是这种突然的爆发会造成不稳定的环境。由不断增长的黑洞产生的冲击波或强风可以席卷整个星系，产生大量气体并阻止恒星形成。足够强或重复的气流会阻碍星系形成新恒星的能力。

　　

　　合并、恒星爆发和黑洞活动之间的关系很复杂，科学家们仍在努力理解它。其中一个新合并的星系是夏威夷凯克天文台详细研究的主题。在这项研究中，GOALS项目的科学家们在星系中心寻找活跃的星系冲击波，这些星系由超大质量黑洞提供明亮的能量。冲击波信号的缺乏表明活跃的星系中心可能不会在合并星系的生长中发挥直接作用。

　　

　　相关知识

　　银河（英文：银河）是由恒星、恒星遗迹、星际气体、尘埃和暗物质等组成，并受引力束缚的系统[2][3]。Galaxy源自希腊语galaxias(γαλαξα)，字面意思是“银河”（参见银河系）。星系的大小范围从拥有几亿(108)颗恒星的矮星系到拥有数万亿(1014)颗恒星的巨大星系[4]，所有星系都围绕其质心运行。

　　

　　星系在视觉上被分类为椭圆星系[5]、螺旋星系或不规则星系[6]。人们认为许多星系的中心都有超大质量黑洞。银河系中心的黑洞被称为人马座A*，其质量是太阳的400万倍[7]。截至2016年3月，GN-z11是观测到的最古老、最遥远的星系，与地球的同移距离为320亿光年，观测到它仅存在于大爆炸后4亿年。

　　

　　2016年发表的一份研究报告修正了可观测宇宙中的星系数量，从之前估计的2000亿（2×1011）[8]建议增加到2万亿（2×1012）或更多[9][10]，而作为一个整体，估计的恒星数量多达1×1024[11][12]（比地球上所有的沙粒还多）[13]。大多数星系的直径为1,000到100,000秒差距（3,000到300,000光年），并且彼此之间的距离约为百万秒差距。相比之下，银河系的直径为30,000秒差距（100,000光年），距离它最近的大型银河邻居是仙女座星系，距离我们有780,000秒差距（250万光年）。

　　

　　星系之间的空间充满了稀薄的气体（星际物质），平均密度小于每立方米一个原子。大多数星系在引力作用下组织成星系群、星系团和超星系团。银河系由它和仙女座星系主导的本星系群的一部分，也是室女座超星系团的一部分。在宇宙的大尺度上，这些相关性通常排列成围绕空隙的星系片和细丝[14]。本星系群和室女座超星系团都包含在宇宙中一个更大的结构中，这个结构叫做拉尼亚凯亚[15]。

　　

　　BY：LeeCavendish

　　FY：董美惠

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