银河系是一个包含2000至4000亿颗恒星的星系,其主体结构的直径大约为10万光年,这就意味着,即使未来的人类能够以光速飞行,也需要大约10万年的时间才能横跨银河系,对于我们人类来讲,银河系无疑是一个异常庞大的存在,但在浩瀚的宇宙中,银河系却并不算大。例如距离银河系大约254万光年的仙女座星系,就比银河系更大,这个星系拥有大约1万亿颗恒星,以至于其直径达到了22万光年。
在“本星系群”之中,仙女座星系算是最大的星系了,不过在更大的范围之内,仙女座星系其实也不算大,比如说在室女座方向、距离我们大约5500万光年的“M87”星系,就比仙女座星系大得多。(注:“本星系群”是指由仙女座星系、银河系、三角座星系等数十个星系构成的一种宏观结构,其跨度大约为1000万光年)。
“M87”星系是一个由数万亿颗恒星构成的椭圆星系,与仙女座星系这样的旋涡星系相比,椭圆星系通常都更加巨大,观测数据表明,“M87星系”的直径大约为49万光年,是“室女座超星系团”之中最大的星系。
尽管“IC 1101”星系远在10亿光年之外,但由于这个星系实在是太大了,因此早在1790年,天文学家就已经发现了它的存在,只不过在那个时候,这个星系被认为只是一团距离不太远的星云,直到1932年,大名鼎鼎的天文学家埃德温·哈勃才确定它是一个遥远的星系。
但由于观测水平的限制,“IC 1101”星系的距离和大小迟迟没有得到确认,直到1991年,天文学家才首次估算出了它的大小:直径大约为600万光年,拥有的恒星数量高达100万亿颗。
(↑银河系、仙女座星系、“M87”星系和“IC 1101”星系的大致比例)“IC 1101”星系大到了什么程度呢?这样说吧,这个超大星系可以轻松装下数千个银河系,而如果把它放在银河系的位置上,那么“本星系群”中的大麦哲伦星系、小麦哲伦星系、仙女座星系、三角座星系全部都会被包含在其中。
值得一提的是,关于“IC 1101”星系的大小,目前还存在着一定的争议,但即使是最低的估算值,它的直径也高达400万光年,这样的星系仍然是大得令人吃惊,毫不夸张地讲,与之相比,银河系小得可怜。
那么问题就来了,如此巨大的星系到底是怎么形成的呢?天文学家认为,从已知的观测数据来看,“IC 1101”星系中的绝大部分恒星都很古老,其中的一些恒星的年龄甚至比太阳还要大70亿年以上,因此一个合理的推测就是,“IC 1101”星系是由多个星系在漫长的时间里逐渐合并而来。
其实星系合并这种现象在宇宙中并不罕见,比如说在2022年初,哈勃望远镜就观测到三个正在合并的星系。这三个星系属于一个编号为“IC 2431”的星系团,在天空中位于巨蟹座方向,距离我们大约6.8亿光年,观测数据显示,在强大的引力作用下,这三个星系已经出现了一定程度的“撕裂”。
实际上,银河系在未来也会与其他的星系发生合并,根据天文学家的观测,仙女座星系正在与银河系不断接近,预计在大约37.5亿年后,这两个星系就将发生碰撞,并最终合并成一个椭圆星系。当然了,与“IC 1101”星系这个超大星系相比,这个由仙女座星系和银河系合并而成的星系,仍然小得可怜。
站在地球的角度,太阳系就是一个无比浩瀚的星系,直径达2光年的范围,对于现在的人类来说,是一个无法跨越的空间。可是站在太阳系的角度,我们又会发现,太阳系太渺小了,整个银河系的范围至少达到了10万光年,在这个浩瀚的星系,有数千亿个恒星系存在。那么银河系很大吗?
站在宇宙的角度,银河系同样无比渺小,像银河系这样的星系,在目前的可观测宇宙范围内,至少有2万亿个。虽然星系的数量似乎非常多,但是由于宇宙太过于浩瀚,星系间的距离也是非常遥远的,少则数百万光年,多则可能达到数亿光年以上。每一个星系都处于不断的运动中,这种运动不仅是自身的自转运动,同时星系之间也会围绕一个共同的目标而进行着大周期运动,相对于恒星系的公转运动比较稳定不会乱跑之外,大星系的运动可就没有那么有规律和自律,在运动的过程中会不断靠近,在某一天发生碰撞,融合为一个新的星系。
银河系的邻居是仙女座星系,二者相距约250万光年左右,它们围绕一个共同的质心在运动。两个星系在进行公转运动的时候,也在不断相互靠近,早在2012年的时候,科学家分析了哈勃望远镜的观测数据后,得到一个结论:仙女座星系和银河系有可能会在37.5亿后发生碰撞融合。自观测发现了仙女座星系会与银河系发生碰撞的数据后,科学家对两个星系的观测研究一直在进行,期望得到更多的观测数据,得到更为准确的结论。
根据NASA的新研究认为,仙女座星系的外围巨大光晕跨度达到了200万光年左右,银河系同样也有自己的外围光晕距离,如果按照两个光晕范围来算的话,现在两个星系有可能已经发生了碰撞。光晕是什么?所谓的光晕是指包裹在星系外围的巨大气体团,虽然物质比较稀薄,但是能够延伸的区域也非常遥远,这一点类似于我们太阳系外围的奥尔特星云,跨度非常大。
仙女座星系本身就比银河系的范围要大一倍,它的光晕范围达到了200万光年,按照比例,银河系的光晕范围也可以达到百成光年级别。两个光晕连接起来的跨度就达到了300万光年范围,而两个星系的距离也仅有250万光年左右,由此可见,它们的光晕外围有可能早已发生了碰撞连接在一起。
当然,光晕之间的碰撞融合还算不上是星系的碰撞融合,银河系和仙女座星系的最终全面接触碰撞融合还是需要30多亿年后才会发生。两个星系的碰撞命运已经无法改变,那么它们的碰撞会给太阳系,地球和人类带来威胁吗?首先我们要明白,星系的碰撞并没有大家想象的那么恐怖,也不会上演宇宙灾难片,星系的碰撞融合在宇宙中是非常普遍的一种现象,每天都知有多少星系在发生着碰撞融合。
星系的碰撞融合就是两个星系合并为一个更大的星系,由于星系内恒星之间的距离是比较远的,星系内自身的空间物质分布是比较稀疏的,大部分的空间是没有任何的天体存在,这样,星系在碰撞融合的时候,发生恒星碰撞的概率就非常低。当然,星系碰撞融合也并不是完全温柔的,毕竟是两个星系的合并,还是会有一些激烈现象的出现,例如:两个星系中心的碰撞融合将会非常激烈,会带动周边的空间发生巨大的波动。
我们都知道,星系的中心不仅有超大质量黑洞,而且还有更加密集的恒星和物质分布,两个星系碰撞融合的时候,重点融合碰撞的区域也是中心位置,中心位置完成了合并,也就意味着两个星系的融合基本完成了。由于星系的中心又是黑洞又是超多的恒星存在,所以发生星系碰撞融合的时候,这里将会成为焦点,也会有很多的恒星发生碰撞,碎片不断向黑洞坠入,加剧黑洞的运动,更何况两个黑洞的合并也不会太过于平静。
太阳系处于银河系的边缘位置,这里的恒星分布较少,两个星系碰撞融合开始之后,太阳系受到的影响会比较小,基本很难威胁到地球。可即使如此,我们也不能大意,要知道生命体本身是非常脆弱的,面对星系的碰撞融合,星球本身可以免受影响,可是生活在地球表面的生命就未必了。
星系的中心发生碰撞融合会有非常激烈的反应,从而释放出更强大的宇宙辐射,这些辐射来到地球之后,会不会对地表生命,对人类产生威胁也是一个未知数。当然,我们也完全不用担心两个星系碰撞对人类的威胁,30亿年的发展时间,足够让人类将科技发展到一个我们无法想象的高度。那个时候,我们早就可以提前计算出,两个星系碰撞产生的影响对人类的威胁。
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