宇宙星系碰撞有多可怕?天文學家:引力混亂,黑洞都會被踢出去

你覺得宇宙中最宏大的天體現像是什麼?

小行星撞地球?

超新星爆發?黑洞和中子星相撞?

這些都還算不上「宏大」,因為它們本質上只是更大天體系統中的一粒沙子而已, 試想一下幾粒沙子之間的碰撞,對整個沙漠來說又算得了什麼呢?

宇宙中真正擔得起「宏大」二字的天體現象,有且只有一種,那就是星系之間的碰撞,尤其是大質量星系之間的碰撞。

根據天文學家的觀測

37.5億年後,目前尚處于254萬光年外的仙女座星系就會從側面撞上我們的銀河系,考慮到這兩個星系屬于本星系群內最大的, 所以屆時將會有5000億到1萬億顆恒星參與到此次撞擊中,影響范圍也將達到數十萬光年。

但這些恒星之間的碰撞並不是星系相撞的主角,因為真正主導這些星系運行到是星系中央的超大質量黑洞們,所以在碰撞過程中,超大質量黑洞們的交鋒往往會決定星系的最終命運,失敗的一方甚至會被「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量黑洞人馬座A*,質量達到了太陽的440萬倍, 仙女座中心區域的超級大質量黑洞質量達到了太陽的1億倍,在兩個星系內的超大質量黑洞相差如此懸殊的情況下:

37.5億年後兩個星系發生碰撞時,銀河系內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,從而獲得一個前所未有的公轉速度,然後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。

但前不久發表在《皇家天文學會月刊》上的研究顯示,當一個星系內的大質量黑洞因為星系碰撞而被踢出星系後,往往並不是孤單前行,而是會靠自己的引力拖曳周圍的恒星一起跑路,質量越大的黑洞裹挾跑的恒星就越多。

如果銀河系中心區域的超大質量黑洞未來被踢出去,它裹挾走的恒星數量甚至能在宇宙中再度發展成一個較小的矮星系。

不過一般情況下,由于超大質量黑洞都藏在星系中心的球狀星團中,所以它們裹挾走的也都是球狀星團,最後形成的是被稱為 「超緻密星團(HCSCs)」的天體系統,荷蘭空間研究所和拉德布大學的一組天文學家認為,超緻密星團可能隱藏在現有的資料庫中,未來就能發現它們。

超級電腦類比的星系碰撞過程表明,兩個質量相差較大的星系發生碰撞融合的過程中,會有大質量黑洞裹挾周圍恒星被甩出星系進入太空,然後形成超緻密球狀星團。

而如果兩個星系的質量相仿,中心區域的黑洞質量也相仿的話,兩個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新的黑洞。

總體而言

星系作為構成可觀測宇宙網狀結構的基本單位,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,因此哈勃望遠鏡的鏡頭中就出現過很多正在碰撞過程中的 「宇宙交通事故現場」

理論上來說,如果37.5億年後人類文明依然存在的話,肯定已經離開太陽系甚至是銀河系了,屆時也許會像哈勃觀測遠方星系碰撞一樣,已化身為高級文明的人類, 也會在銀河系之外某個距離銀河系本體不遠的地方放置望遠鏡,親眼目睹銀河系的碰撞融合。

不過也有天文學家認為,由于銀河系與仙女座星系周圍都存在大量暗物質,所以目前兩個星系週邊的暗物質很可能已經開始接觸了,它們將先星系本體一步進行引力拉扯,進而決定最後的星系碰撞過程。

當然了,這種星系碰撞對地球和太陽系來說是沒什麼影響的,因為恒星之間的空隙都太大了,並不會發生恒星相撞或者星球相撞的場面。

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