在宇宙中，星系是一個非常有趣的結構，它們雖然在宇宙結構中佔比很少，但是是目前天文學家觀測的一個重要的目標。本次我將用星系的一些活動方式帶大家瞭解星系，瞭解宇宙中的可見物質。首先，我們說一說星系中最有趣的一個部分——核心
天文學家觀察合併星系的核心部分可以說是很不容易的一件事情，因為在觀測的過程中會有很多星塵和恆星的光干擾視野。現在，新的數據為天文學家指明瞭更好的方向，之後的研究裡天文學家找到了兩個星系，幸運的是天文學家可以直接觀測它們的合併過程。觀測星系之間的合併過程對天文學家瞭解星系的進化歷史很有幫助，怎麼幫呢？我們繼續看
美國宇航局和佛羅里達大學組成的調查團隊剛剛完成了對星系核心的觀測，利用的是近紅外光譜觀測的方法，研究小組還使用了很多高分辨率圖像，這些圖像來自於夏威夷的天文臺。團隊工作人員觀察後發現近距離的黑洞在靠近後會形成一個更大的黑洞。
後來團隊成員又對星系合併過程進行了計算機模擬，發現黑洞在合併的最後階段增長是明顯加快的。事實上，隨著合併時間的推移，兩個星系核心黑洞會越來越大，越來越快地增長。這其實對於我們理解為什麼有的黑洞那麼大是很有幫助的。
宇宙中的黑洞有多大呢？我們銀河系中心的黑洞是太陽質量的400萬倍。而銀河系附屬的星系群是本星系群（團），本星系群最大的星系中心黑洞的質量都可以達到1億個太陽質量。我們知道本星系群也只是銀河系裡面很小的結構，最大的黑洞是太陽質量的660億倍。通過研究這些圖像和數據為我們展示了在星系合併過程混亂的星系核心中，一對星系核心之間結合的最後階段。
天文學家這次觀測的是距離我們銀河系3.3億光年外的兩個星系，看似離我們非常的遙遠，但是其實大家知道我們的銀河系在近50億年後也會和仙女座星系相撞，發生星系合併現象。而在去年天文學家的研究結果表明，近50億年來的撞擊可能不止一次……
在遙遠的未來，我們的銀河系將經受不止一次劇烈碰撞。從現在起大約45至50億年後，巨大而美麗的仙女座螺旋星系和銀河系會相撞然後會合並在一起。不過我們可以先說說我們銀河系的另一個鄰居，一個比較小的鄰居——大麥哲倫雲LMC。它實際上會在仙女座碰撞合併發生前25億年撞擊銀河系。
到時候，這一現象將產生難以想象的高能輻射噴流，不過這些噴射不會影響我們的太陽系。雖然合併觸發的引力相互作用可能會把我們推向星系際空間，但發生這種情況的可能性極小，大約只有百億分之一，如果真的實現了，那個時候人類的地球還存在的話，就不得不搬家了（考慮文明的發展，殖民銀河系和紅巨星太陽等等，我們完全不用擔心）。兩個恆星之間的距離是如此之遠，以至於即使是星系的粉碎也不會對我們的太陽系造成衝擊。
剛剛為大家講解了星系之間的高能碰撞，也是宇宙間隨處可見的一個現象。不過相信很多朋友還是對星系的概念比較模糊。那麼，什麼是星系呢？
如果你用望遠鏡凝視星空，你會看到很多星星和亮光，其中許多光點實際上就是星系，只不過它們離我們太遠了……星系是由數億到數萬億顆恆星組成的宇宙結構，星系主要是由恆星、塵埃和暗物質組成。天文學家目前還不確定星系是如何形成的，但是目前的研究結果顯示是有塵埃盤或者星盤一類的原始結構，慢慢的，聚合成了恆星行星，行星恆星多了這個星系就逐漸形成了。
具體來說，大爆炸之後，太空幾乎完全由氫和氦組成，一些天文學家通過觀測後發現，引力把塵埃和氣體聚集到一起形成單個恆星，這些恆星被黑洞也好，被暗能量也好，更緊密地聚集在一起，最終形成星系。還有一部分天文學家研究後發現，在星系內部的恆星形成之前，星塵就會聚集在一起。天文學家們也在改進他們測量單個星系質量的技術。
其實在20世紀初，絕大多數天文學家認為整個宇宙都位於我們的銀河系內。還有一些思想的先行者，比如當年的哈佛大學天文臺臺長Harlow Shapley認為是塵埃和氣體組成了螺旋狀“島嶼”，一個一個“島嶼”之間是分開的，也就是說宇宙不止一個“島嶼”，當時還稱星系為一個一個的“島嶼宇宙”。直到1924年，埃德溫·哈勃才發現了幾個被稱為造父變星的特殊脈衝星，並意識到它們位於銀河系已知範圍之外。這些天體是在我們的銀河系之外很遠的地方完全獨立的系統之內。
哈勃測量了到單個星系的距離後，繼續測量它們的多普勒位移現象，簡單來說即星系的運動所發出的光被拉伸了多少。他確定銀河系周圍的星系正以驚人的速度遠離我們。星系越遠，它們逃離的速度就越快。
因此，他和同事們能夠確定宇宙本身正在膨脹，幾年後，天文學家確定膨脹正在加速。星系的一個很重要的特徵是大多數星系的中心都有黑洞，可以產生巨大的能量，天文學家可以在很遠的距離外就看到這些能量。在很多星系中，星系的中心黑洞是非常大而且非常活躍的，即使在相對較小的星系中也是如此。
星系分類其實按照形狀進行分類的。每種類型都有不同的特點和不同的進化歷史。有些像銀河系一樣，旋臂圍繞著星系中心向外旋轉。這些星系群被稱為螺旋星系，很多星系都是這個樣子。螺旋星系中的氣體和塵埃以每秒數萬公里的速度圍繞中心旋轉，形成了這種特殊的結構。還有一些螺旋星系的中心很奇怪，中心有一個條形結構，由灰塵和氣體進入中心而形成。螺旋星系中的塵埃和氣體一直在推動新恆星的形成。
而橢圓星系缺少那些華麗漂亮的旋臂，它們的外觀比較規整，就是一個圓形或者是類圓形。橢圓星系的星塵結構比螺旋星系少，橢圓星系也不是那麼的活躍，因此星系可能在形成過程就要結束了，星系內部的大多數恆星也都比較古老了……宇宙中所有星系還有其餘3%的星系被稱為不規則星系。它們既不是圓的，也不是漂亮的螺旋星系，它們的形狀缺乏具體的定義。其他星系的引力會經常影響它們，它們糾纏在一起，可以說什麼形狀都有……
有些星系合併後不是扭曲成奇怪的形狀，而是成群結隊地聚集在一起，稱為星系團。有些星系團很大，包含一千多個星系，而其他星系則小得多。銀河系位於本星系團內，該星系團只包含50個星系。有的時候星系會互相碰撞，把它們的恆星和塵埃融合在一起，這是許多星系進化和成長的重要一步，也是星球生命的一個重要來源。非常重要的一件事是這個星系必須要活躍，如果死氣沉沉天文學家也只能研究研究它的歷史了。
在前幾個月，天文學家進行了一次觀測研究，兩個超大質量黑洞在星系解體最後階段的互相碰撞的現象，這是第一次看到如此完成的星系碰撞過程。年輕星系研究科學在近年來一直在不斷髮展，天文學家們一直在追蹤星系及其演化，並且知道暗物質是如何確定甚至決定星系進化的。暗物質是一種傳統望遠鏡技術無法感知的物質，暗物質和暗能量一起被認為構成了宇宙的大部分質量和能量，但它們的存在很難證明，目前我們只能對更傳統的物體，比如星系恆星等等天體，進行粗略的觀察。
在去年12月，一組研究人員對暗物質理論提出了挑戰，他們發現一個名為NGC1052-DF2336958的星系的暗物質比模型預測的要大很多，數據顯示有400倍，這也可能改變星系的進化模型。然而，這項研究結果是有爭議的，現在仍在爭論中。
利用越來越先進的技術對星系進行週期性的檢查或者觀測，可以使天文學家識別以前太暗而看不見的星系，並進一步瞭解星系的演化、大小和形狀。在2017年，歐洲南方天文臺超大型望遠鏡上的多單元光譜探索者（MUSE）儀器發現了72個隱藏的星系。2018年，哈勃太空望遠鏡拍攝到的一張圖像，這張圖片大約擠滿了大約15000個星系。同一年，在一個超巨大黑洞的後面發現了數百個星系……
天文學家對自身觀測方法的嚴格要求加現代天文觀測手段的不斷進步，在未來的某一天，我們可以看到暗物質暗能量的秘密被解開。
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