在我們的認(rèn)知中宇宙是靜止不動的,夜幕上日復(fù)一日年復(fù)一年閃耀的星星就是最好的證明。 但這種觀點(diǎn)是片面的、錯誤的,因?yàn)椤办o止”只是人類短暫的認(rèn)知,在足夠長的時間尺度上,宇宙中所有東西都在不停的運(yùn)動,沒有任何東西能夠保持絕對意義上的靜止。 星系間的史詩碰撞 “運(yùn)動”給宇宙帶來的不僅僅是秩序和活力,同時也帶來了人類難以想象的驚天碰撞。 在距離地球254萬光年處有一個名為“仙女座”的大星系,這個星系中至少有10000億顆恒星,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銀河系的3000億顆。 根據(jù)模擬計算,這個體量驚人的“大家伙”將會在40多億年后和我們所在的銀河系迎頭相撞,你敢相信? 這件事怎么被發(fā)現(xiàn)的? 上世紀(jì)初,天文學(xué)家們意外的發(fā)現(xiàn)通過計算“造父變星”光度的周期性變化,就能夠得出它到地球的距離,因此這種恒星成了人類在宇宙中的天然“量天尺”。 1923年,天文學(xué)家愛德文·哈勃在宇宙中觀測一顆造父變星時,發(fā)現(xiàn)它到地球的距離竟然比銀河系直徑還要大,這個發(fā)現(xiàn)打破了人們一直以來的固有認(rèn)知——銀河系等于宇宙。 1929年,哈勃在前人的研究基礎(chǔ)之上提出了著名的“哈勃定律”,從而證實(shí)宇宙并不是絕對靜止的狀態(tài),而是在不停的膨脹。 “哈勃定律”告訴我們所有星系都在離我們而去,但距離銀河系最近的仙女座星系卻是個例外,因?yàn)樗粌H沒有離我們而去,反而以110千米/秒高速向我們靠近。 最終確定會相撞 在一維空間中,兩個東西相撞的概率極高,而將空間拓展到三維,相撞的概率就會直線下降。 仙女座星系距離銀河系250多萬年,在如此遙遠(yuǎn)的距離尺度下,任何細(xì)微的改變都會讓結(jié)果千差萬別,因此即便已經(jīng)發(fā)現(xiàn)仙女座星系正在向銀河系靠近,大部分科學(xué)家仍不相信二者會相撞,只有少部分科學(xué)家感覺到了異樣。 2002~2010年間,天文學(xué)家羅伊蘭德·范德·馬雷爾(Roeland van der Marel)和桑姆·托尼·孫(Sangmo Tony Sohn)等人在哈勃望遠(yuǎn)鏡的幫助下仔細(xì)計算研究了相關(guān)數(shù)據(jù),最終證明二者相撞的概率為100%。 2015年5月,他們的研究成果被刊載在了著名科學(xué)期刊《自然》,并用動畫模擬了45億年后壯麗的一幕。 屆時站在地球上,并且將二者相撞的速度加快幾十萬倍,我們將能夠看到夜空中的繁星快速變多、變大,這是仙女座星系正在和銀河系相撞。 20億年后,二者將完全融合成一個更大的巨型橢圓星系,而這個巨型橢圓星系的名稱為——“ Mikodeda”。 “星際戰(zhàn)爭”遺跡 其實(shí)銀河系和仙女座星系之間用“相撞”來描述,遠(yuǎn)不如用“融合”描述來的貼切,因?yàn)樗鼈兊南嘧矝]有驚天動地的爆炸,更多的是潛移默化的融合。 不過,也并非所有星系之間的相撞都這么“柔和”,比如說去年人類首次發(fā)現(xiàn)的“星際戰(zhàn)爭”遺跡。 2020年5月25日,一個澳大利亞的科研團(tuán)隊在《自然-天文學(xué)》發(fā)表了一項(xiàng)研究,稱在108億光年外發(fā)現(xiàn)了“星際戰(zhàn)爭”留下的遺跡。 別會錯意,這里的“星際戰(zhàn)爭”指的是遠(yuǎn)比人類戰(zhàn)爭更龐大的宇宙級事件——星系相撞。 這次發(fā)現(xiàn)的星系相撞著實(shí)有些慘烈,因?yàn)槠渲幸粋€編號為“R5519”的星系中間被撞出了一個直徑1.7萬光年的打洞,直接從圓盤星系變成了圓環(huán)星系。 科學(xué)家的判斷方法 一般來說,星系中恒星的分布是有規(guī)律可尋的,通常中間密度大,越靠近星系邊緣恒星就越稀疏。 科學(xué)家們第一次發(fā)現(xiàn)“R5519”時就察覺到它其中恒星的異常分布——中間是一個巨大的空洞,沒有任何恒星的存在,而外側(cè)環(huán)形區(qū)域中分布著大量恒星。 在后續(xù)的研究中,科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)“R5519”中恒星形成速度極快,至少是正常速度的50倍以上,由此確定“R5519”曾受到過猛烈的外力撞擊。 為什么? 恒星誕生于致密的分子云中,但并不是說分子云一定會孕育恒星,因?yàn)樽屍涮s成恒星需要一定的外力打破原先的平衡。 就比如說太陽系,如果不是孕育太陽的分子云附近發(fā)生了超星系爆炸擾動了分子云,可能根本就沒有現(xiàn)在的太陽系。 什么樣的宇宙事件能影響一個星系中的恒星出現(xiàn)速度?答案只有一個——星系相撞。 最后,科學(xué)們根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)得出結(jié)論:“R5519”在若干年前曾被另一個星系猛烈撞擊,這次撞擊帶走了它中間區(qū)域的恒星物質(zhì),形成了我們今天看到的巨大空洞。 |
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