在距離我們大約4500萬光年的太空中,數(shù)十億顆恒星正共同演繹著一場盛大的“天體華爾茲”。它們優(yōu)雅地旋轉(zhuǎn)、交織、再旋轉(zhuǎn)。它們集體擺動的樣子就像昆蟲的觸角在舞動。這群古老的恒星也因其獨特的外觀而得名:觸角星系。但它并不是一個孤立的星系,而是兩個正在合并的星系。
如果你認為宇宙中的星系能夠安然地度過它們的一生,那就錯了。要知道,星系碰撞是宇宙編年史中不可或缺的一部分。星系間的碰撞與融合不僅是宇宙結(jié)構(gòu)形成的關(guān)鍵,更是塑造宇宙生態(tài),使其成為可能孕育生命搖籃的重要力量??梢哉f,沒有星系的碰撞與融合,宇宙中就不會有生命的誕生。
回顧星系的演化歷史,科學家發(fā)現(xiàn),每個星系都經(jīng)歷過幾次或大或小的合并事件。那么,究竟是什么驅(qū)使星系合并呢?答案就是:引力。
在浩瀚的宇宙中,沒有任何事物是靜止不動的,星系在宇宙的廣闊舞臺上持續(xù)舞蹈。當兩個星系近距離相遇,彼此間的引力就會把它們拉得更近,相互間的引力作用也就更強。兩個星系間的距離不斷減小,直至發(fā)生星系碰撞。
宇宙最初始的時刻,大爆炸的烈焰孕育出第一縷生命之火,元素之母——氫和氦應(yīng)運而生。大質(zhì)量恒星通過核聚變將這兩種元素轉(zhuǎn)化為更重的元素,比如我們血液中流淌的鐵、骨骼中的鈣、肌肉里的碳,或者我們呼吸的氧、空氣中大部分的氮。
當星系碰撞發(fā)生的時候,這些星系中的小星系會呈旋渦狀逐漸墜向最大的星系,直到被大星系“吞噬”掉。這些大星系則變得愈來愈大,繼續(xù)吞噬比它們小很多的星系。
大吃小
碰撞結(jié)果會很戲劇化:兩個曾經(jīng)擁有獨特旋臂的星系,可能會變成一個橢圓星系,或者是只剩下外圍恒星的環(huán)狀星系,抑或漩渦星系,等等。宇宙中的棒旋星系、不規(guī)則星系都是幾個星系碰撞或相互影響的產(chǎn)物。但不管結(jié)果如何,星系合并都不是一個一蹴而就的過程,需要億萬年才能完成。
結(jié)果不定
在大多數(shù)情況下,恒星之間的碰撞不會直接發(fā)生。星系內(nèi)恒星之間的距離通常在數(shù)千億到數(shù)萬億千米之間,兩顆恒星發(fā)生碰撞的概率比你拋擲一枚硬幣27 次而全部正面落下的概率還要小。
恒星很難相撞
星系外部的恒星會被星系合并時產(chǎn)生的極端潮汐力撕碎。碎片被扯出星系,然后被拋擲到太空,散落成長長的恒星鏈,就像在天線星系中看到的那樣。最終,潮汐減弱,剩下的恒星匯聚并形成一個新的星系。
孕育新生
你可能會認為,隨著引力不可阻擋地將星系吸引到一起,最終所有星系都會合并。然而,還有另一個因素在起作用:暗能量。隨著時間的推移,暗能量的力量只會越來越強大。20世紀90 年代,天文學家震驚地發(fā)現(xiàn),宇宙的膨脹速度正在加快。
這是一場引力無法取勝的戰(zhàn)斗。隨著暗能量持續(xù)加速宇宙的膨脹,星系間的距離會越來越大。星系間的引力作用逐漸減弱,而暗能量的作用則會逐漸占據(jù)主導地位,不斷將星系彼此推離。當宇宙空間因暗能量的作用被拉伸至極限,星系間也不可能再發(fā)生任何碰撞。最終,引力再也無法將它們維系在一起。