李敏豪

星河燦爛，暗夜流光，閃耀的星辰自人類誕生前就高居于天穹中，任時(shí)光荏苒，美麗光輝仿佛亙古不變。然而即使是這些被詩(shī)人們反復(fù)詠唱的星星，也并不像看上去那樣永恒地存在著。無(wú)數(shù)的星星聚集成為星系，并且總是在不停地運(yùn)動(dòng)著。太陽(yáng)以每秒250千米的速度圍繞著銀河系的中心公轉(zhuǎn)，大麥哲倫星系以每秒300多千米的速度向著我們的銀河系沖來(lái)……你能想象由數(shù)千億顆恒星聚集而成的星系，跨越數(shù)千萬(wàn)光年相撞的景象嗎？

皎皎星云大不同

1981年，日本東京大學(xué)的杉本大一郎教授在研究模擬星系中恒星的集體運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了數(shù)億年前可能發(fā)生的星系間大碰撞。這樣“驚天動(dòng)地”的歷史畫卷，與不規(guī)則星系的形成有關(guān)。

所謂不規(guī)則星系，是指宇宙中的一些外形很不規(guī)則、沒(méi)有明顯的核與旋臂、也沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的對(duì)稱特性的星系。它與規(guī)則星系相對(duì)，規(guī)則星系由一個(gè)質(zhì)量巨大的核心（巨大的黑洞或者密集的恒星團(tuán)）吸引附近的星際物質(zhì)形成，如旋渦星系，形似一個(gè)絢麗的大旋渦；如棒旋星系，像一根旋轉(zhuǎn)的大棒子；還有橢圓星系，形為圓球形或橢圓形的亮斑。

不規(guī)則星系的形成無(wú)法用規(guī)則星系的形成原理來(lái)解釋，它虛若云霧、隱約可見(jiàn)。有的是不規(guī)則的棒狀結(jié)構(gòu)，有的無(wú)定型的外貌，甚至分辨不出恒星星團(tuán)等組成部分。它們有的被天文學(xué)家解釋為爆發(fā)后的星系，如星系M82；有的則被認(rèn)為是沒(méi)有大質(zhì)量的核心而結(jié)構(gòu)松散所致，如在南半球肉眼也能夠看到的大、小麥哲倫星系。但是，一些外形具有一定特征的不規(guī)則星系，天文學(xué)家們對(duì)其形成的原因曾經(jīng)莫衷一是?！败囕喰托窍怠薄ⅰ疤炀€型星系”和“母子型星系”就是這樣的例子。

孕化乾坤喜相逢

杉本大一郎教授使用當(dāng)時(shí)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)成功地模擬出了星系中恒星的運(yùn)動(dòng)情景，研究星系的形成和如何演化成今天所看見(jiàn)的模樣。他發(fā)現(xiàn)，在這一過(guò)程中，一些不規(guī)則星系的怪異形狀，竟是由星系間碰撞造成的。

當(dāng)一個(gè)小星系和大星系發(fā)生正面碰撞時(shí)，大星系中的塵埃、小質(zhì)量恒星、氣體等“輕小”的星際物質(zhì)會(huì)向著四周呈輻射狀散開(kāi)，在大星系附近形成一圈星際物質(zhì)。這個(gè)情形就像往水中扔石頭，水面會(huì)產(chǎn)生一圈一圈的漣漪。碰撞以后，原來(lái)的大星系就變成了一個(gè)“車輪型星系”。我們可以想象，這兩個(gè)星系中的天體肯定會(huì)發(fā)生翻天覆地般的劇變。事實(shí)上，這種看起來(lái)轟轟烈烈的碰撞過(guò)程其實(shí)十分緩慢，前后大約需要?dú)v時(shí)幾億到十幾億年左右。

“天線型星系”的演化過(guò)程與“車輪型星系”的演化過(guò)程相似，但有所不同。當(dāng)兩個(gè)大小相當(dāng)?shù)男窍敌敝嘧驳臅r(shí)候，它們由于彼此的引力作用而互相靠近。開(kāi)始時(shí)它們會(huì)一邊互相圍繞著打轉(zhuǎn)，一邊彼此接近。隨著兩者距離越來(lái)越小，這兩個(gè)星系最后撞在了一起，融合為一個(gè)更為龐大的星系。在融合的過(guò)程中，這兩個(gè)星系中的恒星和其他星際物質(zhì)就向著兩個(gè)（或一個(gè)）方向散開(kāi)，看上去就像是伸出了天線似的。

好像一對(duì)手牽手的母子倆的“母子型星系”M51，是一個(gè)大的旋渦星系“俘獲”了一個(gè)小星系所形成的。當(dāng)一個(gè)小星系經(jīng)過(guò)一個(gè)具有渦旋性的大星系身旁時(shí)，由于大星系的強(qiáng)大引力，小星系慢慢地向著大星系靠攏，并且開(kāi)始繞其旋轉(zhuǎn)。隨著時(shí)間的推移，小星系與大星系的距離會(huì)越來(lái)越小，最后這兩個(gè)星系將會(huì)融合成一體。

遙望洪荒看衰榮

杉本大一郎的星系碰撞觀點(diǎn)，成功地解釋了幾種星系的演化過(guò)程，后來(lái)一系列天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)使科學(xué)界接受了這一觀點(diǎn)。如一些非常古老的星系中，存在著許多年代很近的恒星成員，而一些年代很近的星系中，卻又混進(jìn)一些年紀(jì)很大的恒星。同一星系中的絕大部分的恒星都是“同輩”的，這種現(xiàn)象只能認(rèn)為是“年老”的星系和“年青”的星系相撞所造成的。以前人們認(rèn)為恒星只會(huì)誕生于質(zhì)量密集的星系中心，可星系碰撞的觀點(diǎn)卻認(rèn)為“車輪型星系”的“輪子”上也會(huì)產(chǎn)生新恒星，觀測(cè)事實(shí)支持了后者的說(shuō)法。

在此之后，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)迅速成為研究宇宙演化的一種重要手段?，F(xiàn)在的天文學(xué)家們已經(jīng)使用計(jì)算能力更為強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)來(lái)模擬各種天體的運(yùn)動(dòng)。值得一提的是，通過(guò)模擬星系的運(yùn)動(dòng)，我們可以推斷宇宙現(xiàn)在的樣子——因?yàn)樾窍甸g距離太遙遠(yuǎn)了，我們從望遠(yuǎn)鏡中看見(jiàn)的是幾千幾萬(wàn)年前的星光，用計(jì)算機(jī)模擬星系運(yùn)動(dòng)，才讓天文工作從“考古”變成了“新聞報(bào)道”。

星系的碰撞也并不稀奇，我們的銀河系就正在俘獲著兩個(gè)小星系——大、小麥哲倫星系。它們距離銀河系的距離分別是16萬(wàn)和19萬(wàn)光年，相當(dāng)接近。根據(jù)計(jì)算，銀河系將在幾十億年后與大、小麥哲倫星系發(fā)生相撞、融合。到那時(shí)，我們的地球或許也會(huì)卷入那毀天滅地的異變中，而人類能否渡過(guò)這個(gè)遙遠(yuǎn)的世界末日，就已不是現(xiàn)在我們能預(yù)知的了。