星系之间的关系类似于贪吃蛇
“一个星系吞噬另一个星系,吞噬后让自己变大吗?”这个问题是毫无疑问的,而且这样的现象不仅是星系的常态,更是星系形成的主要原因。目前,我们已知的最大星系是IC1101,下面的星系中最左边的是银河系,而最右边的就是IC1101。
仅仅比较直径,它的直径就比银河系要到40倍。要知道,银河系在本星系群里面已经是第二大了,仅次于仙女座星系。
那为什么同样是星系,差距就那么大呢?
实际上,无论是银河系,还是IC1101,它们起初都不是这样的,星系要想在宇宙中好好混,就得会吃,而且要专挑比自己弱的吃,否则就是被吃。银河系是这样,IC1101也是这样。说白了,宇宙中星系的游戏就类似于贪吃蛇。
不过,起初我们并没有发现这样的情况,要知道,在天文学领域,研究问题都是依靠模型的。所以,研究星系的模型也是依靠模型,这个模型我们就叫做:星系模型。
星系模型
这个模型要解决的就是星系如何形成以及演化的问题。其实,一开始对于星系的形成,科学家都是一头雾水的。当时的科学家在研究恒星的形成和演化时,有个著名的假说叫做星云假说,被科学家们广泛接受。这个假说认为,太阳是由宇宙中的星云物质在引力作用下形成的,而各个行星则是剩余的边角碎料在引力的作用下形成的。
于是,受到这个想法的启发,有三位德高望重的科学家就提出了一个ELS模型。这个模型和星云假说特别像,大概的意思就是说,星系也是因为有一块巨大的星云,然后这块星云后来碎裂了,碎裂的星云逐渐形成恒星系。
看起来很完美,但是问题却很多。首先,按照这个模型,银河系的物质密度应该是靠近中心比较低,然后随着距离的增加,物质密度也会增大,到达极大值时,再随着距离的增加而减少。太阳系其实就是这样,距离达到木星轨道,物质密度最大,然后再降低。这其实是由于太阳风的影响造成的,而银河系中心也有辐射风。但实际观测时,越靠近银河系,物质密度越大,这就和理论矛盾了。
后来,有两位科学家提出了不同的想法,他们认为,星云假说之所以能够成立,很大程度上是因为太阳系是可以被看成是一个封闭的系统。距离太阳系最近的比邻星都有4.22光年,这和太阳系的尺度比起来简直大太多太多了。所以,恒星之间就好比一个孤立的封闭系统一样。
但是星系就不同了,由于星系自身个头都很大,在引力的作用下是有可能发生碰撞的,因此,星系就不能看成是一个封闭的系统。
于是,他们提出了SZ模型来解释星系的形成与演化。这个模型就认为,星系可以通过不断的吞噬别的星系来成长。
但到底对不对,不能凭着现象力,而要实际去观测。
星系合并的证据
那有没有证据呢?答案是不但有,而且还非常多。首先,天文学家确实观测到了很多很小很小的刚形成的星系。类似于下面这样,编号为NGC 3610的星系。据分析,这个星系应该是不久前才刚形成的。
除此之外,科学家还发现了正在被吞噬的星系,下图这个扭曲得很厉害的螺旋星系编号是ESO 510-G13,它之所以扭曲得这么严重就是因为和另外一个星系发生了碰撞,而另外一个星系就被它所吸收了,整个过程大概要几百万年。
还有哈勃望远镜拍摄到的,两个星系证明相撞的景象。
当然,这都是比较远的。实际上,银河系也在吞噬其他的星系。比如,银河系旁边有个卫星星系叫做人马座,它每绕着银河系转一圈,就会有一些恒星掉落到银河系当中。除了人马座,科学家估计,另外一个卫星星系,麦哲伦云星系也会在未来被银河系吃掉。
当然,正如开头所说的那样,在宇宙中,星系不是吃别人,就是被别人吃。银河系在本星系群里面并不是最大的,最大的是仙女座星系。两个星系相距200多万光年,在引力的作用下,逐渐的相互靠近,科学家估计经过40亿年左右的时间,两个星系就有可能会合并。
碰撞之后,两个星系会在引力的作用下成为一个大星系。
所以,关于星系的模型,SZ模型是目前的主流理论。这个模型告诉我们,星系并不是封闭的系统。它们在宇宙混,就好像玩贪吃蛇一样,不是被吃,就是把别的星系给吃了。