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254万光年外,仙女星系被发现吞噬2星系,目前正奔赴银河系!

在宇宙中,天体之间的碰撞是一件常事。虽说概率不高,但宇宙天体不计其数,因此彼此之间的碰撞时有发生。

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尤其是星系之间,经常会出现碰撞的现象。包括我们银河系在内,也曾经与许多邻近的星系合为一体。不过,当两个碰撞的星系之间尺寸相差太大时,我们通常喜欢将其描述为大星系对小星系的吞噬。

在距离我们大约254万光年外,就有一个星系经常吞噬周边的小星系,它就是仙女星系。仙女星系是本星系团最大的星系,直径达22万光年,比银河系大得多。

《皇家天文学会月刊》上即将发表一篇最新的论文,来自悉尼大学的Geraint Lewis等人最近又发现了两次仙女星系吞并周围星系的事件。虽说这些事件的发生时间极其久远,但凭借着星系内的球状星团,他们还是找到了仙女星系的“作案证据”。

球状星团是一种特殊的天体结构,通常包含几千甚至几十万颗恒星,并且彼此之间比较密集,整体结构呈球状。这里的恒星都是形成于同一片星云,所以包含的元素基本相同。并且它们通常都是年龄有100亿岁甚至更古老的恒星,可以记录遥远的历史。

在银河系内,已经有差不多150个球状星团被发现,还有许多尚未被发现。不仅是银河系,其他星系内也都存在球状星团。这种星团通常分布于星系晕中,和它相对应的疏散星团,则主要分布在星系盘中。

Lewis等人在仙女星系中发现了一些球状星团,这些星团之间的金属性相同,也就是包含的化学元素基本一致。然而,它们的金属性却比附近其他的恒星要低一些。

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在天文学上,除了氢和氦之外,其他的化学元素都被称为金属元素。这是因为大爆炸后形成的元素只有氢和氦,其他元素是在第一批恒星死亡后才出现的。新发现的球状星团内的金属性比较低,意味着其中恒星形成的时间比仙女星系内其他恒星要更早,也意味着它们很可能并不是形成于仙女星系内部。

他们将这些球状星团统称为Dulai结构,该结构包含10~20个球状星团。研究人员之所以起这个名字,是因为目前的数据还无法让他们完全确认它们球状星团集合的身份,不能肯定它们是不是必然来自同一个星系。只能说它们有很大的可能性是有关联的球状星团,所以研究人员以这样的方式对它们进行研究。

它们不仅金属性和仙女星系的其他恒星不同,而且运行轨迹也有所不同,这也增加了它们来自其他星系的可能性。与此同时,该结构的轨道轴线与最近利用仙女星系外晕中的一个球状星团子群确定的较年轻的吸积事件的轨道轴线高度相关,也暗示着星系碰撞的发生。

研究人员推测,这一次星系碰撞应该发生在距今50亿年前。那个时候,太阳系都还没有形成。如果他们的分析没有错误,那么当初融入仙女星系的那个星系大约有太阳质量的1000亿倍。这个质量也已经很惊人了,要知道,银河系最大的卫星星系、本星系团第四大星系——大麦哲伦星系,算上暗物质的总质量也只比它多一点。

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Lewis等人描述说:Dulai结构看起来就像是盛宴后倒在一起的混乱的食物残渣。它其实是一个包含着充满活力的星团的暗流,Dulai这个词就是威尔士语里暗流的意思。它展示了星系碰撞中大星系所具备的统治力,以及对小星系内部球状星团的吞噬效果。

除了Dulai结构之外,研究人员还发现了另一组球状星团。该结构的球状星团数量稍微少一些,但同样表现出了特殊性。研究人员进一步分析后认为,这些星团应该是来自距今100亿-80亿年前的一次星系碰撞事件。

目前,研究人员只有化学元素和运动模式这两个维度来证明这些球状星团的身份,但未知因素还有很多。他们希望能够对这些球状星团和我们之间的距离进行探测和分析,这有助于科学家了解这些球状星团的历史,以及仙女星系吞噬它们的过程。

不仅是仙女星系,在最近100亿年的时间里,宇宙中星系碰撞的事件时有发生,光是人类观测到的事件就有很多。比如哈勃太空望远镜拍摄的著名宇宙图像——Arp 248,就清晰地展示了两个星系碰撞过程中的相互作用,引力将星系内的物质拉扯出来,形成连接二者之间的桥梁,看起来很壮观。

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另外还有诸如詹姆斯·韦布太空望远镜前几个月刚刚拍摄的斯蒂芬五重星系,其中也有几个星系处于碰撞的过程中。

包括我们的银河系在内,也经历过多次星系碰撞与合并,才成长到今天这个大星系的。那么,银河系吞并小星系的过程和仙女星系是否相同呢?或者二者之间有什么区别?不论是哪一种可能性,我们都需要对仙女星系的吞噬过程进行观测和研究才可以得到答案。

我们知道,仙女星系目前正在向银河系靠近,在30亿-40亿年后,它就会撞上银河系。我们的银河系虽然凭借本星系团内第二大体型吞噬过许多小星系,但在仙女星系面前,就只能沦为被吞噬者了。

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或许到了那一天,太阳系也会随着银河系一起被仙女星系吞噬,或许这样的研究能告诉我们届时太阳系会有怎样的命运。



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