星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

在1923年的時候,來自國美的天文學家哈勃,第一次證實了河外星系是真實存在的。從這以後,人們開始越來越多的發現到了不同的河外星系,形態各異。由於大型望遠鏡和空間望遠鏡的研製成功,在對外星系的研究和探索中,已經成為天體物理學的前沿研究,這裡面最引人矚目的就是星系之間的碰著和併合。


星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

1、 星系分類和星系團

在天文學中,每次發現一個全新的天體以後,隨著這個天體的樹木不斷增加,首要的工作就是根據一定的依據和資料對這個天體進行分類。當時美國的天文學家哈勃次一次提出了關於根本天體的形狀來進行分類的說法。這其中有橢圓形星系,透鏡星系,漩渦星系,還有不規則星系等等。不同形態的天體有著各自不同的特點,比如說橢圓形星系,顧名思義其形狀就是橢圓形的,但是大小和橢圓的弧度有著很大的不同。透鏡星系最基本的特點就是形狀類似於橢圓形星系,但是其中會出現一個亮斑,外面會有一個包層。整個看起來就像是"透鏡"的樣子。而漩渦星系在眾多星系中是最有特點的,基本特徵就是星際中間有一個亮的核,四周伸出兩條或者多條的旋渦臂,而不規則星系便是一些由不規則的形狀和沒有任何規律對稱的河外星系。

星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

在最早的時候,由於對於天體和各種星系的不瞭解,所以把橢圓形星系和透鏡星系統稱早型星系。漩渦星系和不規則星系被稱為晚型星系,這種概括的統稱,從當時一直延續到今天。而這些河外的星系在宇宙中的分佈並不均勻,通常都是聚集在一起,從小範圍的聚集到大範圍的聚集都有,最少的是雙重星系,三重星系,直到多重星系。或者更多的星系聚集在一起,對這種星團,被稱為星系團,對星系的聚集數量較少的稱為星系群。但是星系團和星系群之間並沒有具體的劃分數據。在星系團中也同樣分為"富團"還有"貧團"這種團與團之間的區別,也沒有具體的劃分數據。這種星系聚集成團的現象非常常見。大部分的星系都是屬於星系團和星系群其中的一個,單獨的星系比較少見。

星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

現在在人類已知範圍,已經出現了上萬個星系團。這些星系團大致分成規則星系團和不規則星系團兩種。團與團之間的星系數量差距非常大,有的只有幾十個星系,有的星系團存在幾千個星系甚至更多。星系團中的星系被稱為團星系,星系團之外的星系被稱為場星系。而二者相比起來,團星系的密度比團外場星系的密度要高出很多。

星團和星團之間也會有融匯和聚集,從而形成超星系團,簡稱做超團。超星系團的質量是太陽質量的很多倍,外形大部分為扁長,這種外形的超團有可能會出現自轉的運動。超團之中的星團個數沒有那麼多,最多也就是幾十個星團組成的。星團和星團之間的引力比星系與星系之間的引力要弱小的多。所以超星團的存在並不是那麼穩定的

而在銀河系周圍有幾十個大小和質量不同的星系組成了一個比較小的星系團。當中最大的兩個巨旋渦星系是銀河系和仙女星系。

2、 特殊星系

在國美的天體學家哈勃對不同的星系進行分類以後,其他的天體學家在這一基礎上進行了發展和修改。因為總是會有一些星系不能歸納到已經分類統一的星系系統內。所以把這些星系歸納在特殊星系中。特殊星系的特點也是有兩個主要的標誌,一個是有特點的光學外形,一個是與其他星系有著與眾不同的輻射性質。

星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

有一些特殊的星系也被稱為星暴星系,區別於其他星系是有從星系核當中發出的噴流,或是環狀結構等。形態多種多樣,沒有規律。大部分呈現藍色,可以解釋為在不長的時間內成了數量較多的恆星,因為大質量恆星呈藍色,這種恆星的壽命不長。也就是說在不久前,有一大批恆星爆發式的同時形成,所以把這種星系稱作暴星系。

星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

3、 星系的碰撞和合並

現在的天體物理學家主要對星系的研究有重要的幾方面。特殊星系是怎麼形成的,在星系的演化中扮演什麼角色,對星系中恆星的形成和變化又有什麼具體的影響。在多年的研究表明。星系和星系之間的碰撞甚至合併,是星系形成的一個重要因素。在一個星系當中,恆星與恆星一般情況下是不會發生碰撞的。星系卻完全不同,在星系團內,星系和星系之間的密度很高,在星系的各自運動中由於引力的作用,星系和星系之間會有很大幾率發生碰撞。特別是在富星系團裡,星系之間碰撞的幾率就更加大了。在兩個星系擦肩而過的時候,這種情況成為星系交會。這種近距離的交會也是會對星系之間的結構等等產生影響的。可能會有個別的恆星在這種星系交會中被拖出來,並且會越來越遠的離開原來的星系。

星系碰撞和星系併合,天體物理學的前沿研究

在兩個星系相互接觸的時候,就會發生星系碰撞的情況,即使沒有碰撞在一起,他們之間的引力工作也會對星系中的形態和演化有著很大的影響。但是也有那種兩個星系在相遇的時候互相毫髮不傷的穿過,沒有受到一點碰撞。而碰撞也會使得兩個星系合二為一,這種情況被稱作星系併合。有人認為兩個螺旋星系發生碰撞的時候,最終會形成一個橢圓形星系。這種合併必須要有星際氣體的參加,因為星際氣體會很讓星系很快的向中間聚集,從而形成恆星。許多恆星都是在短時間內促成的,這一現象被稱為星暴。在這種形成中,肯定會有大質量的恆星形成。他們會在短時間內發生超新星的爆發。所以在這種星系中,超新星的爆發比較常見。平均兩年就會出現一次。出現這種合併,主要分為兩種情況,一個是兩個星系的質量相差比較大,較大的星系會把較小的星系吞噬掉,另一種情況就是兩種星系的質量大致相同。不會出現吞噬的情況,最後就會兩者相加,從而形成一個較大的巨星系。

同樣我們銀河系也是有幾率與其他星系發生碰撞的,但是這種幾率存在的並不大,在什麼時間也是不得而知。距離銀河系最大的星系是大麥哲倫星雲。在星系之間的距離來看,這種距離並不大。而與銀河系最近的巨星系是仙女星系,有專家學者表示,在5000萬年或是8000萬年以後,可能會與仙女星系發生碰撞。這個時間對我們來說確實是很長的。倒是太陽系和銀河系會有什麼樣的改變,我們現在也不得而知。可能改變很大,也可能不會影響原本的太陽運動和地球上的生命存在。


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