什么是星系碰撞？

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一场典型的星系碰撞可能会持续几亿年时间。一旦两个旋涡星系真正接触，它们就注定彼此纠缠，越来越近，直到最终并合。但是，因为单个恒星间的距离很远，恒星间的碰撞将是极端罕见的情况。即便是银河系与仙女星系相撞（很可能发生于大约50亿年后），仙女星系的一颗恒星接近了我们的太阳系，它造成行星偏离轨道的可能性都是极小的。对地球上的居民来说，与其担心银河系与仙女星系相互碰撞，还不如担心太阳系内的某颗偏离正轨的彗星或小行星会撞向地球，因为后者对地球的威胁比前者大很多。

尽管这对星系看起来是纠缠在一团星系碰撞结构中，但实际上其中一个稍稍位于另一个前方。然而，一场碰撞在所难免，二者共同的引力最终必将把它们拉入一次死亡拥抱。没错，宇宙的确在膨胀，但不是在这样相对小的距离。

实际上，星系并合确实会造成大规模的混乱，因为年轻星系中的大量气体云会相互碰撞，从而产生大批新的恒星。星云碰撞产生的摩擦力加上两个庞大恒星集合的引力相互作用所产生的动力学摩擦，会撕裂旋涡星系的旋臂结构，剩下的物质被倾泻下来就成为了混沌的恒星团，最后形成了椭圆星系。

庞大的恒星之岛游弋在距地球2700万光年之遥的深空中，有着超过2000亿颗成员恒星。这个编号为M74的旋涡星系与我们的银河系拥有相近的体积和质量。图中粉红色的斑块是活跃的恒星形成区。

即使是两者的边缘相遇也会扭曲旋涡星系的大部分旋臂结构，但两个相遇星系的核球部分几乎受不到什么影响。在两个星系间的引力争夺战中，处于前锋位置的恒星将受到两股力量的拉扯，运行轨道会被打乱。其结果是几十亿颗恒星将被抛到星系际轨道，永远脱离两个相互碰撞的星系。

现在，宇宙中的星系碰撞已经变得十分罕见，半人马座A就是两个邻近星系20亿年前相互碰撞后留下的残骸。这两个碰撞的原初星系至少有一个是旋涡星系。由此可以推断，大多数椭圆星系都不是由宇宙直接孕育的——它们只是旋涡星系解体后留下的恒星聚合物。

哈勃望远镜发现双重类星体，它们处于合并星系当中！真的吗？

一项新的研究提供了迄今为止最好的证据，证明我们早期的银河系是如何结合在一起的，包括与一个关键的卫星星系的合并。

通过利用天文学中新研究出来的方法，研究人员能够确定银河系中大约100颗红巨星样本的最精确年龄。

有了这些数据和其他数据， 研究人员能够展示大约100亿年前银河系与一个轨道卫星星系(被称为（gaia-enceladus)合并时发生了什么

“我们的证据表明，当合并发生时，银河系已经形成了大量自己的恒星，”该研究的合作者者、俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心的研究员菲奥伦佐·文琴佐说。

这些“自制”的恒星中有许多最终落在星系中部的厚圆盘中，而从盖亚土卫二（Gaia encladus）捕获的大多数恒星则落在星系的外晕中。

“与盖亚-恩塞拉多斯的合并被认为是银河系 历史 上最重要的事件之一，它塑造了我们今天观测它的方式，”英国伯明翰大学物理与天文学院的约瑟芬娜 · 蒙塔尔班说。

通过计算恒星的年龄，研究人员首次能够确定 ，从盖亚-恩克拉多斯捕获的恒星与大多数在银河系内诞生的恒星有着相似或稍年轻的年龄。

结果表明，这次合并改变了星系中已有恒星的轨道，使它们更加离经叛道。

文琴佐 将恒星的运动比作一场舞蹈， 在舞蹈中，来自前盖亚土卫二的恒星的运动方式与出生在银河系中的不同 。

研究人员使用了几种不同的方法和数据来源进行研究。 能够获得如此精确的恒星年龄的一种方法是利用星震学，这是一个相对较新的研究恒星内部结构的领域。俄亥俄州天文学系博士后助理研究员马修·弗拉德说，星震学家研究恒星的振荡，即声波在恒星内部波动。

弗拉德说：“这使我们能够获得非常精确的恒星年龄，这对于确定银河系早期事件发生的年代非常重要。”。

这项研究还使用了一种称为远地点的光谱测量，它提供了恒星的化学成分——这是确定恒星年龄的另一种辅助手段。

研究人员使用了几种不同的方法和数据来源来进行他们的研究。

研究人员能够获得如此精确的恒星年龄的一种方法是使用星震学，这是一个相对较新的领域，用于探测恒星的内部结构。

俄亥俄州立大学天文学系博士后助理研究员马修·弗拉德(Mathieu vard)说，星震学家研究的是恒星的振荡，也就是在恒星内部波动的声波。

“这使我们能够得到非常精确的恒星年龄，这对于确定银河系早期发生事件的年表非常重要，”弗拉德说。

这项研究还使用了一种称为APOGEE的光谱调查，它提供了恒星的化学成分——另一种帮助确定它们的年龄的方法。

蒙塔尔班说:“我们已经展示了星震学与光谱学结合来确定单个恒星年龄的巨大潜力。”

据研究人员称，这项研究只是第一步。

文琴佐说:“我们现在打算将这种方法应用到更大的恒星样本中，并包括更细微的频率光谱特征。”

“这将最终使我们对银河系的组装 历史 和进化有更清晰的认识，并创造出银河系发展的时间线。”

哈勃太空望远镜曝光了7500次，将26.5万个星系合并起来

哈勃太空望远镜在回顾100亿年前的宇宙时，发现彼此非常接近的类星体。

类星体是类似恒星天体的简称，是人类能观测到最遥远的天体，具有极高的亮度，绝对亮度可达太阳亮度的10万亿倍。类星体一般处于星系当中，发出的光可以照亮整个星系，但是由于距离太远，我们无法看到星系，哈勃望远镜也是如此，下图是画家构想的两个彼此接近的类星体。

类星体由一个超大质量黑洞提供动力，在快速吸取周围的物质时，释放出巨大的能量，在大约1000个类星体当中，我们才能发现一个双重类星体，所以双重类星体非常罕见，就如双黄蛋一样罕见。

左侧图像是J0749 + 2255，拍摄于2020年1月5日；右侧图像是J0841 + 4825，拍摄于2019年11月30日；两张图像均由哈勃望远镜的广角相机3在可见光下拍摄得到，我们可以看到四个类星体清晰可见，但是它们周围的星系无法看到，其中最接近的两个类星体，距离仅1万光年，这是人类目前发现相距最近的类星体。

研究人员称，当两个彼此接近的星系在引力作用下发生合并时，它们的相互作用将大量物质吸入黑洞当中，点燃了星系中央的类星体。

在100亿年前，宇宙中的星系非常活跃，彼此之间经常发生合并，于是在这段时间内应该产生了许多双重类星体，双重类星体最终也将发生合并，形成更大的超级黑洞。

由于光速是信息传播的极限速度，所以人类观测到100亿光年外的天体，其实是看到了该天体100亿年前的样子。由于距离太远，科学家要找到这些天体并不容易，绝大部分天体已经暗得不可见，哈勃望远镜虽然可以看到100亿光年外的类星体，但其分辨率还是无法看清类星体的细节。

类星体的亮度还会在几天到几个月的时间范围内发生随机波动，科学家猜测这些亮度变化很可能是黑洞吸取周围物质导致的，目前关于类型的还存在很多谜团，或许等到詹姆斯·韦伯太空望远镜升空后，能给我们揭开其中的奥秘。

哈勃太空望远镜又一次超越了自己。天文学家们利用多项深度观测，深度观察宇宙并回溯到大爆炸后的5亿年，从而创造了这张超深空宇宙图。这张中有26.5万个星系，哈勃经过7500次曝光才合并成一幅图像，这一过程需要哈勃超过250天的时间。

哈勃第一次凝视宇宙是在1995年，当时的太空望远镜科学研究所主任决定让哈勃专门凝视一片空间。观测的结果就是我们看到了被称为哈勃深场的星系。图像中出现的许多物体都位于宇宙的边缘，它们的光已经传播了上亿年才到达地球。这意味着我们看到它们就像看到了宇宙大爆炸，那时星系是宇宙的新特征。

在第一张照片之后，哈勃开始一次又一次地访问另一片不同的空间，包括超极深场，之后哈勃扩大了观察范围，现在覆盖的面积几乎和满月一样大，哈勃望远镜多年来一直使用不同的相机和仪器。

通过回顾时空，天文学家们更多地了解了早期星系是如何形成和演化的，星系通常是通过相互猛烈的碰撞形成和演化的，在整个深场图像中都能清楚地看到这一点。

现在，天文学家们把所有图像编织成一个巨大的超深空图像，跨越时间、空间和波长，我们看到遥远宇宙的多维视图。

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