一段註定要流傳數萬億年的傳奇
它們從遠古走來,正在奔向時空的盡頭。
Jenny ReturnsAlan Silvestri - Forrest Gump (Original Motion Picture Score)
南天銀河。維基百科
晴朗的夜空,一條淡淡的光帶橫亘天際。那就是銀河。
歷經千年,人們才明白,我們的太陽,只不過是銀河內千億顆恆星之一。近百年來,人們才明白,我們的銀河,只不過是宇宙間千億個星系之一。
這些星系從何而來?在它們的一生中會發生什麼樣的故事?它們又將前往何方?這些故事,連同它們的最終命運,講述起來都極為迷人,同時也充滿了未解之謎。
M77,一個距地球約4500萬光年的棒旋星系,位於鯨魚座。NASA / ESA / 哈勃
我們看到的星空,是過去的星空。我們看到的星系,是過去的星系。天文學家對星系的了解,是通過宇宙這台「時光機」獲得的。
根據當前科學家的共識,宇宙中的所有物質,都產生自距今大約138億年前。那時,宇宙中的一切,都擠壓在一個無限小的「奇點」之內。這個「奇點」擁有無限高的密度和無限高的溫度。不知為何,「奇點」開始擴展,我們的宇宙於是出現了。
在經歷了一小會兒的急速膨脹後,宇宙開始冷卻。那時,宇宙中的一切,幾乎都是均勻分布的。但沒有什麼是完美的,即便是幼年的宇宙。總有一些地方的密度會高出那麼一小點。
宇宙史上不同時期的星系擁有不同的特點。時間越早,星系的規模越小,也越不成熟。NASA / ESA
但即便是高出一小點,也足以讓引力大顯身手。周圍的物質開始向這些地方聚集,這些地方的密度變得越來越高,巨大的氣團出現了。
這些氣團是原始星系的前身。同樣的引力機製作用在氣團中的氫身上,導致其發生坍縮,壓力和溫度足夠高後,核聚變開始了。宇宙中的第一批恆星由此誕生。這些聚集在一起的恆星,形成了原始的星系。小雲團變成小星系(矮星系),大雲團變成大星系(旋渦星系)。
UGC 5497,一個屬於M81星系群的矮星系,距地球約1200萬光年,位於大熊座。NASA / ESA / 哈勃
M100,距地球約5500萬光年的一個旋渦星系,是室女座星系團的成員,位於后髮座。ESO
NGC 1300,一個距地球約6000萬光年的棒旋星系,是波江座星系團的成員,位於波江座。這類星系是旋渦星系的一種,因其核心呈棒狀而得名。根據近年的研究,我們的銀河系也是一個棒旋星系。NASA / ESA / 哈勃
星系通常會聚集在一起,在引力的束縛下,形成大大小小的星系群和星系團。
阿貝爾1689,距地球約20億光年的一個星系團,位於室女座。NASA / ESA / 哈勃
同處一個集團內的星系,如果靠得太近,便會被拉到一起。它們會翩翩起舞。時而擦肩而過,時而互相穿越。最終緊緊相擁,合為一體。
在距地球約3億光年的地方,一個小星系(位於上方)從較大的NGC 6872星系身邊經過後,NGC 6872就變成了這個樣子。這對星系位於孔雀座。NASA / ESA / 哈勃
一對翩翩起舞的星系NGC 4676,距地球約3億光年,位於后髮座。NASA / ESA / 哈勃
一個較小的星系從較大星系內穿越而過後,形成了ESO 350-40——一個環狀星系。這個星系距地球約5億光年,位於玉夫座。NASA / ESA / 哈勃
這是星系間的融合。小星系很容易被大星系吞併。銀河系體內就包含了多個小星系,它們已經是銀河的一部分,變成了環繞銀心飛旋的星流。
大星系的融合更為壯觀。它們的容貌會發生改變,美麗的旋臂或被拉長,或被捲曲,最終消失。大星系的融合,將製造出宇宙間體型最大的怪獸——橢球星系(橢圓星系)。星系中心的巨大黑洞,也會合二為一,變得更為巨大。
NGC 2207,是一對處於融合過程中的旋渦星系,距地球約1.1億光年,位於大犬座。NASA / ESA / 哈勃
星系的融合,一直在我們身邊進行著。南半球夜空中,美得耀眼的大小麥哲倫雲,此時此刻,就在和銀河系發生小範圍的融合。實際上,銀河系的形成和演化,就伴隨著一個持續的矮星系匯入過程。
銀河系的兩大衛星系——大小麥哲倫雲。維基百科
星系的融合也是優雅的。浩翰的空間,使得恆星之間的距離十分遙遠。即使星系之間發生衝突,恆星之間也幾乎不會發生接觸。但是融合過程必然會導致引力的震蕩,星系內的氣體會因此受到擠壓,大批的新恆星會在此間誕生。
MCG+01-02-015,一個所謂的「空洞星系」,位於雙魚座。這是一個「原汁原味」的旋渦星系,其結構自誕生以來幾乎沒有發生過變化。由於缺乏周邊星系的互動,這樣的星系已經耗盡了體內的新鮮血液,正在以較快的速度步向死亡。天文學家視這樣的星係為遠古宇宙遺留下來的活化石。NASA / ESA / 哈勃
星系也終有一天會耗盡它的原料。我們的太陽能夠燃燒100億年,個頭最小的紅矮星能夠燃燒上萬億年。但恆星的壽命終歸是有限的。今天的銀河系已經用盡了它的大部分氫,銀河系的恆星誕生率正在逐年下降,除非有外來的補給,否則它將逐漸失去輝煌。
幸虧當下還有矮星系的匯入,幸虧未來我們會與仙女座和三角座星系合體,銀河系才不至於過早地死去。
M31仙女座星系,距離我們約250萬光年,是離我們最近的大星系。這個星系正直奔銀河系而來。它很可能會在大約在40億至50億年後和銀河系發生融合。維基百科 / Kanwar Singh
M33三角座星系,距離我們約300萬光年。繼仙女座星系之後,它也將和我們的星系融合。維基百科 / ESO
M49,距地球約5600萬光年的一個巨型橢球星系,位於室女座。我們的銀河系,也終將融入這樣一個星系的體內。德克薩斯大學麥克唐納天文台
星系的融合過程。
銀河系及其周圍的所有星系,最終會融合成一個單一的巨型橢球星系。但這個過程一旦結束,這些星系的命運,也將走向終點。
宇宙的膨脹,讓我們只能在自家的後院里做文章。本星系群內的星系無法依靠引力和本星群外的星系相連,因此它們最終都將一個個地離我們遠去,消失在視野盡頭。
其它星系群或星系團要面臨的情況也一樣。一旦新恆星的誕生速度趕不上恆星的死亡速度,而又沒有外來補給,那麼無論這個星系多麼巨大也會死去。新鮮物質的枯竭,讓這些「化石星系」在未來的日子裡只能依靠壽命極長的黯淡紅星來延續生命。如果我們能夠等待足夠漫長的時間,那麼就能看到它們內部的恆星一顆顆熄滅,直至整個星系和冰冷黑暗的宇宙背景融為一體。
它們來自遙遠的過去,也註定要沿著這條道路,一直走向時空的盡頭。
「星空天文」系頭條號簽約自媒體
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