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悲剧舞蹈:宇宙中两个星系发生碰撞将会发生什么?

 悲剧舞蹈:宇宙中两个星系发生碰撞将会发生什么?

 
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 arp 148是两个星系碰撞之后的残留结构,它是一个环状星系和长尾星系发生碰撞的结果。arp 148是两个星系碰撞之后的残留结构,它是一个环状星系和长尾星系发生碰撞的结果。
 
图中是美国宇航局观测两个星系碰撞时的美丽合成图像,该碰撞出现在触须星系之间,距离地球大约6200万光年。  图中是美国宇航局观测两个星系碰撞时的美丽合成图像,该碰撞出现在触须星系之间,距离地球大约6200万光年。
 
  新浪科技讯 北京时间6月5日消息,据国外媒体报道,当两个星系通过引力彼此吸引,它们是无法“看到”,却能感受到。这是一种相互的引力作用,也是不可避免,伴随着宇宙岁月变迁,星系之间逐渐地彼此接近,它们的碰撞是无法抑制。其相互引力作用是数十亿年前微小的不稳定因素产生的,星系在进化历程中,它们除了与吸引星系逐渐接近,就是不断地增大。
 
  美国俄亥俄州立大学天体物理学家保罗·萨特(Paul Sutter)深度分析了星系碰撞过程,他指出,当两个星系抵达非常近的位置时,随着卷须状气体和恒星穿过它们之间稀薄介质,星系开始逐渐拥抱。之后它们将发生碰撞,这样的星系直径10万光年,内部存在数千亿颗恒星,在碰撞合并过程中,大约相当于太阳质量100万亿倍的宇宙物质发生碰撞、混合和燃烧。
 
  萨特说:“星系碰撞烟花之后将残留什么呢?破损、昏暗的垂死星系将不再明亮发光、结构完整,这是一曲悲剧舞蹈,一则故事讲述了数亿年,直到近期我们才开始理解。”
 
  趣推邀请码第一次模拟实验
 
  当天文学家意识到一些物质从银河系分离出来,他们观测发现一些星系看上去比正常星系更散乱,但这并不是直接观测到星系有趣的合并过程。毕竟星系合并过程需要数亿年时间完成,因此在短短几十年的观测,没有充分时间实时观察其真实状况。在相当长的一段时间里,天文学家并不知道是否星系处于活跃合并,或者是否部分星系看上去怪异和细长。
 
  模拟实验最终揭晓了神秘的星系紊乱过程,但是令人惊奇的是,天文学家并不是进行数字模拟,他们的模拟实验也没有使用计算机。这项实验是在1941年进行的,当时原计算机科学家埃里克·霍尔姆伯格(Erik Holmberg)希望检测星团合并的短暂过程,但他并不是仅在实验室制造一些恒星,观察数百万年时间里它们的相互引力变化。
 
  霍尔姆伯格非常聪明,他设置了几十盏灯代表一个星系,每盏灯代表着数万亿颗太阳质量的恒星、气体、灰尘,以及其它星系环境物质。之后他以每盏灯的亮度代表星系的引力强度,质量越大的星系,灯的亮度就越大。
 
  霍尔姆伯格测量了每盏灯所接收的光线数量,这与来自星系其它部分的引力作用成一定比例关系,这是因为光线和引力具有相同的平方反比关系。如果它们之间的距离成倍增大,其引力强度和光线亮度将下降至最初的四分之一。之后霍尔姆伯格测量周围灯的“引力牵引”,逐个重新排列每一盏灯。
 
  “潮汐尾”
 
  趣推安卓版下载在这个非常简单的模拟实验中,霍尔姆伯格在宇宙时间变迁中逐步测试,观察了两个星系在引力作用下混合和合并时的相互影响。同时,他观看到一个有趣的现象——当星系之间彼此接近,一个“恒星臂”延伸出来,在每个星系对面出现一个“指针”。虽然这一结果非常有趣,但是他并未更深入地计算分析。
 
  直到上世纪70年代,两位兄弟阿拉尔·图姆尔和朱里·图姆尔再次评估这一问题,使用真实的计算机模拟合并星系过程,他们发现了确凿证据——当两个星系合并时,引力相互作用将产生气体和恒星构成的“潮汐尾”,这是一个较细长的绳状物质从合并过程紧密的旋臂向外延伸。他们模拟的“潮汐尾”结构看上去非常像有趣的触须星系,该实验非常清晰地表明,星系合并、碰撞和融合,伴随着这一过程,它们将逐渐地被撕碎。
 
  星系“碰撞烟花”
 
  萨特指出,当星系彼此接近时,引力作用足以扭曲星系外形,但是通常情况下星系主要部分是真空,与星系庞大体积相比,恒星仅是较小的斑点,当两个星系发生碰撞,你不要认为这是汽车碰撞,实际上它们更接近于两群蜜蜂混合在一起。
 
  但是星系碰撞过程仍可能是一场“美丽的烟花”,星系包含着难以计算的气体和灰尘,它们漂浮在星系周围,以星云的形式存在。星云能够存在很长时间,但如果遭受“撞击”,例如:邻近超新星的冲击波,或者两个星系碰撞时产生复杂的引力作用,星云将自身崩溃,分裂和凝结成新的一批恒星。
 
  趣推视频编辑当两个星系合并时,恒星形成速度是正常速度的10倍以上,在短暂的天文时间里,会有数十亿颗恒星诞生。天文学家指出,星系合并过程相对短暂,它们会比之前更加明亮。但是美丽的瞬间是需要付出代价的,如果两个星系不发生碰撞,它们将平稳地逐年制造新的恒星,慢慢消耗珍贵的气体储量,但是星系如果发生碰撞,它们的珍贵气体储量将快速消耗,数十亿颗恒星诞生,其中多数都是质量较大的,仅有少量恒星在星系合并之后消亡。
 
  星系碰撞的最终结果会是怎样呢?在壮观的螺旋结构下星系结构被撕裂,简单的平盘结构扭曲形成畸形结构,大量古老和年轻恒星混合在一起,同时少量恒星会燃烧成灰烬,星系碰撞会形成不规则星系,残留一些垂死、寒冷的红矮星。