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【转载】宇宙中震撼的“星系碰撞”景象  

2014-02-19 23:32:40|  分类: 天文学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【转载】宇宙中震撼的“星系碰撞”景象  

星系之间的碰撞是宇宙中最惨烈、也是最令人震惊的事件之一。每当星系通过强大引力与另一个星系发生相互作用,就会出现宇宙级别的“连环撞车”事故。

 

科学探索 来源:腾讯科技

 

 

乌鸦座的触须星系

 

  据国外媒体报道,星系之间的碰撞是宇宙中最惨烈、也是最令人震惊的事件之一。每当星系通过强大引力与另一个星系发生相互作用,就会出现宇宙级别的“连环撞车”事故。宇宙中的许多星系在数十亿年的演化期间都存在外围旋臂结构,在旋臂上的无数恒星的点缀下形成了怪异而美丽的弯曲与螺旋景象,最终它们发生相互碰撞时,外围旋臂结构互相缠绕着对方,如同一个“有力的拥抱”。

  在宇宙大爆炸发生后的数亿年,星系就开始发生首次碰撞合并,这些惨烈的碰撞塑造出我们宇宙的历史。根据乔治梅森大学的天文学家柯克·博恩(Kirk Borne)介绍:“当小星系合并时,会形成更大的星系,而后大星系之间还会发生合碰撞合并,即便是我们现在的宇宙中,还存在这样的天文奇观。”

  由于星系与星系间距离非常之遥远,因此星系间正面碰撞是个小概率事件。但是临近星系的引力作用常常将外围旋臂上的恒星剥离,脱离原来的运行的轨道,扰乱星系的整体形状。此外,弥散于星系间的大量气体和尘埃可发生摩擦,使得我们可以观察到星系中的温度出现升高的迹象,星际物质往往会在引力或者恒星风的作用下聚拢形成巨大的分子云。如果分子云在某一处宇宙空间中聚集得越来越大,就可触发恒星形成,在这一前提条件下,恒星形成概率将百倍地增加。

  不断增加的恒星使得星系中形成恒星聚集区,这些“新生的”光线有助于天文学家观测遥远宇宙发生的碰撞合并事件,帮助他们了解在早期宇宙中发生的情况。对小星系碰撞合并形成大星系的研究,为我们提供了关于银河系起源之谜的重要信息。我们的银河系在很久以前也是通过“祖先星系”间的碰撞合并而形成今天的模样,银河系目前正在向其近邻仙女座大星系方向移动,科学家们估计在40亿年后将发生碰撞。但是模拟研究结果显示,仙女座大星系与银河系的碰撞并不会摧毁地球和太阳系,而太阳系将改变目前处于猎户座旋臂的位置,重新进入一个新的区域。

  乔治梅森大学的天文学家柯克·博恩与其他天文学家一起作为“星系动物园”计划的成员之一,不论是科学家还是对此感兴趣的公民都可以借助网络对宇宙中数以百万计的星系进行分类,这些观测数据都来自天文望远镜。而天文学家柯克·博恩的专长在于研究星系碰撞。

  科学家们开发了一个在线Java 小程序,只需要输入相关参数,比如碰撞相对速度、角度等数据,就可以模拟出星系碰撞后形成的模样。这是寻找现实宇宙中星系碰撞的初步条件。根据“星系动物园”计划中星系碰撞工程首席天文学家约翰·瓦林(John Wallin)介绍:“目前‘星系动物园’计划参与的志愿者已经运行了超过300万次模拟,发现了可以用来描述54个真实星系碰撞的模型。”

  在新墨西哥州圣菲市举行的宇宙学研讨会上,“星系动物园”计划的科学家提出了该项目的初始数据,同时也在寻求更多的帮助。志愿者可参与到该计划中,通过网络模拟不同的碰撞合并条件,科学家将从模拟结果中挑选出与现实宇宙星系碰撞事件描述相符模型。以下是一些最令人惊异的宇宙“连环撞车”事故画面。

  触须星系被认为是最壮观的星系碰撞合并情景之一,其位于6200万光年远的乌鸦座。从这张由可见光波段、红外波段以及X射线波段叠加形成的图像中,我们可以看到触须星系中闪耀的恒星如同珠宝首饰般耀眼。从图中可以看出,发生相互碰撞的星系中一方几乎被完全席卷而进入另一方的星系结构中,外围旋臂如同挥舞的“触须”,大约在1亿年前这场碰撞便开始上演,并形成了一段较大规模的恒星形成期。

 

 

马约尔天体

 

  图中可以看出这个碰撞星系其中一方似乎正在将另一方吞噬,这就是被称为马约尔天体(Mayall's Object)的Arp 148罕见星系,其位于距离我们大约5亿光年的大熊星座方向。当两者发生首次接触碰撞时,形成了奇怪的外围环结构与特殊的尾部形状,星系中的物质则被引入中央,产生的冲击波向外围扩散形成了巨大的“戒指环”。

 

 

双鼠星系

 

  双鼠星系也称为NGC 4676,是星系碰撞合并事件的最早期阶段。图中可以看出,其中一个星系外围旋臂已经向另一个星系方向延伸,形成了一条“恒星尾迹”。 NGC 4676碰撞星系位于后发座,由两个螺旋星系构成,距离地球大约3亿光年。

 

 

怪异的ⅡZW96碰撞星系

 

  本张图片是纪念哈勃空间望远镜升空18周年拍摄的ⅡZW96碰撞星系,该星系似乎拥有奇怪的外形,可能是由于角度原因使得我们观测ⅡZW96时呈现出奇特的外貌。该碰撞星系位于距离地球5亿光年的海豚星座。

 

 

酷似宇宙小帆船的ESO 593-8碰撞星系

 

  由哈勃空间望远镜拍摄ESO 593-8碰撞星系看上去似乎像是在宇宙海洋中航行的小帆船,该碰撞星系位于人马座,距离我们大约6.5亿光年。

 

 

奇特的碰撞星系Arp 87

 

  图中显示了两个巨大的螺旋星系的引力交互作用下发生碰撞扭曲的情景,该碰撞星系被称为Arp 87,位于距离我们大约3亿光年的狮子座方向。我们可以清楚地看到其中一个星系的恒星、气体以及尘埃正流向另一个星系。

 

 

“尘土飞扬”的星系合并事件

 

  星系碰撞被前景星系中的尘埃遮挡住了,掩盖了许多碰撞过程中发生的事件。科学家将该碰撞星系的编号为AM1316-241,位于距离我们大约4亿光年的长蛇星座方向上。

 

 

已经陷入“引力之舞”的早期阶段碰撞星系

 

  两个星系距离大约为13万光年,但是科学家们认为这两个星系已经陷入了引力拉锯之中,并已经开始缓慢而漫长的“引力之舞”,在未来将发生碰撞合并,该早期碰撞星系编号为2MASXJ09133888-1019196,位于距离我们大约7亿光年的长蛇星座方向。

 

 

酷似猫头鹰的ESO 148-2碰撞星系

 

  图中是一个外形奇怪的天体,天文学家将其编号为ESO 148-2碰撞星系,正面看上去有点儿像半翅类水虫,其距离我们大约6亿光年,碰撞结果使得两个星系形成了一个共同的中央“身体”,大量的物质被引力推入两个弯曲的“翅膀”中。

 

 

螺旋星系碰撞形成巨型恒星漩涡

 

  两个螺旋星系NGC 6050与 IC 1179之间发生的碰撞将形成巨大的恒星漩涡,它们位于武仙座方向,距离地球大约4.5亿光年。该碰撞星系作为武仙座星系团的一部分,并坐落于“超星系团巨墙”中,这是目前宇宙总已知的最大结构。

 

 

星系碰撞的中间阶段

 

  图中显示的是星系碰撞演化过程的中间阶段,两个原星系的各结构或多或少地融合在一起,但是仍然可以看到两个独立的中央核结构。科学家认为这场碰撞发生于大约3亿年前,并将其编号为NGC 520,它是全天最亮的星系对之一,位于距离我们大约1亿光年的双鱼星座方向上。

 

 

酷似镜像的碰撞早期星系

 

  两个星系呈现出类似镜像的特征,科学家认为它们正在进入碰撞合并事件的第一阶段,该天体被编号为NGC 5331,位于距离我们大约4.5亿光年的处女座方向。

 

 

“四重奏”碰撞星系

 

  科学家观测到四个星系同时参与、发生碰撞合并事件,其壮观程度令人印象深刻。该天体编号为ESO 255-7,坐落于距离我们大约5.5亿光年的船尾座方向上。虽然图中只能看到三个星系呈现出不同的分离状态,但是最上面的星系事实上是已经发生合并的两个星系。

 

 

酷似桥梁连接的UGC 8335碰撞星系

 

  在UGC 8335碰撞星系中,两个星系都通过引力尽可能地相互拉锯对方的物质,使得星系中的物质其间建立起长长的“恒星桥梁”,该碰撞星系距离我们大约4亿光年大熊座。

 

 

碰撞星系形成巨型“恒星尾巴”环绕在其外围

 

  图中左边的是NGC 6621星系,右边的则是NGC 6622星系,科学家认为两者间发生的碰撞合并事件可追溯到1亿年前,强大的引力导致了范围较广的恒星形成运动,并形成了一条长“恒星尾巴”环绕在星系外围。该碰撞星系位于天龙星座,距离我们大约3亿光年。

 

 

最可爱的廷克贝尔“三胞胎”碰撞星系

 

  这可能是最可爱的碰撞星系,廷克贝尔三胞胎碰撞星系由三个星系相互冲撞形成,这场撞击事件发生在6.5亿光年外,本张图像由可见光波段、红外波段叠加而成。


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