你覺得宇宙中最宏大的天體現(xiàn)象是什么?
小行星撞地球?
超新星爆發(fā)?
黑洞和中子星相撞?
這些都還算不上“宏大”,因?yàn)樗鼈儽举|(zhì)上只是更大天體系統(tǒng)中的一粒沙子而已,試想一下幾粒沙子之間的碰撞,對整個(gè)沙漠來說又算得了什么呢?
宇宙中真正擔(dān)得起“宏大”二字的天體現(xiàn)象,有且只有一種,那就是星系之間的碰撞,尤其是大質(zhì)量星系之間的碰撞。
根據(jù)天文學(xué)家的觀測
37.5億年后,目前尚處于254萬光年外的仙女座星系就會從側(cè)面撞上我們的銀河系,考慮到這兩個(gè)星系屬于本星系群內(nèi)最大的,所以屆時(shí)將會有5000億到1萬億顆恒星參與到此次撞擊中,影響范圍也將達(dá)到數(shù)十萬光年。
但這些恒星之間的碰撞并不是星系相撞的主角,因?yàn)檎嬲鲗?dǎo)這些星系運(yùn)行到是星系中央的超大質(zhì)量黑洞們,所以在碰撞過程中,超大質(zhì)量黑洞們的交鋒往往會決定星系的最終命運(yùn),失敗的一方甚至?xí)?ldquo;踢出”星系。
還是拿銀河系與仙女座星系來舉例,銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*,質(zhì)量達(dá)到了太陽的440萬倍,仙女座中心區(qū)域的超級大質(zhì)量黑洞質(zhì)量達(dá)到了太陽的1億倍,在兩個(gè)星系內(nèi)的超大質(zhì)量黑洞相差如此懸殊的情況下:
37.5億年后兩個(gè)星系發(fā)生碰撞時(shí),銀河系內(nèi)的恒星和黑洞將受到仙女座星系中心黑洞的引力影響而發(fā)生軌道變化,極端情況下太過于靠近仙女座黑洞的銀河系天體,比如恒星和黑洞們,將會被施加引力彈弓效應(yīng),從而獲得一個(gè)前所未有的公轉(zhuǎn)速度,然后再這種速度的加持下脫離星系的引力影響,被彈飛到無盡虛空中。
但前不久發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上的研究顯示,當(dāng)一個(gè)星系內(nèi)的大質(zhì)量黑洞因?yàn)樾窍蹬鲎捕惶叱鲂窍岛,往往并不是孤單前行,而是會靠自己的引力拖曳周圍的恒星一起跑路,質(zhì)量越大的黑洞裹挾跑的恒星就越多。
如果銀河系中心區(qū)域的超大質(zhì)量黑洞未來被踢出去,它裹挾走的恒星數(shù)量甚至能在宇宙中再度發(fā)展成一個(gè)較小的矮星系。
不過一般情況下,由于超大質(zhì)量黑洞都藏在星系中心的球狀星團(tuán)中,所以它們裹挾走的也都是球狀星團(tuán),最后形成的是被稱為“超致密星團(tuán)(HCSCs)”的天體系統(tǒng),荷蘭空間研究所和拉德布大學(xué)的一組天文學(xué)家認(rèn)為,超致密星團(tuán)可能隱藏在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中,未來就能發(fā)現(xiàn)它們。
超級計(jì)算機(jī)模擬的星系碰撞過程表明,兩個(gè)質(zhì)量相差較大的星系發(fā)生碰撞融合的過程中,會有大質(zhì)量黑洞裹挾周圍恒星被甩出星系進(jìn)入太空,然后形成超致密球狀星團(tuán)。
而如果兩個(gè)星系的質(zhì)量相仿,中心區(qū)域的黑洞質(zhì)量也相仿的話,兩個(gè)黑洞的引力就不足以把任意一方從星系中踢出去,而是會彼此碰撞融合成一個(gè)新的黑洞。
總體而言
星系作為構(gòu)成可觀測宇宙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基本單位,它們彼此之間的相互作用和碰撞融合,往往都是以十萬年甚至百萬年為單位的,因此哈勃望遠(yuǎn)鏡的鏡頭中就出現(xiàn)過很多正在碰撞過程中的“宇宙車禍現(xiàn)場”。
理論上來說,如果37.5億年后人類文明依然存在的話,肯定已經(jīng)離開太陽系甚至是銀河系了,屆時(shí)也許會像哈勃觀測遠(yuǎn)方星系碰撞一樣,已化身為高級文明的人類,也會在銀河系之外某個(gè)距離銀河系本體不遠(yuǎn)的地方放置望遠(yuǎn)鏡,親眼目睹銀河系的碰撞融合。
不過也有天文學(xué)家認(rèn)為,由于銀河系與仙女座星系周圍都存在大量暗物質(zhì),所以目前兩個(gè)星系外圍的暗物質(zhì)很可能已經(jīng)開始接觸了,它們將先星系本體一步進(jìn)行引力拉扯,進(jìn)而決定最后的星系碰撞過程。
當(dāng)然了,這種星系碰撞對地球和太陽系來說是沒什么影響的,因?yàn)楹阈侵g的空隙都太大了,并不會發(fā)生恒星相撞或者星球相撞的場面。