星际大碰撞

李敏豪

星河灿烂，暗夜流光，闪耀的星辰自人类诞生前就高居于天穹中，任时光荏苒，美丽光辉仿佛亘古不变。然而即使是这些被诗人们反复咏唱的星星，也并不像看上去那样永恒地存在着。无数的星星聚集成为星系，并且总是在不停地运动着。太阳以每秒250千米的速度围绕着银河系的中心公转，大麦哲伦星系以每秒300多千米的速度向着我们的银河系冲来……你能想象由数千亿颗恒星聚集而成的星系，跨越数千万光年相撞的景象吗？

皎皎星云大不同

1981年，日本东京大学的杉本大一郎教授在研究模拟星系中恒星的集体运动时，无意中发现了数亿年前可能发生的星系间大碰撞。这样“惊天动地”的历史画卷，与不规则星系的形成有关。

所谓不规则星系，是指宇宙中的一些外形很不规则、没有明显的核与旋臂、也没有旋转的对称特性的星系。它与规则星系相对，规则星系由一个质量巨大的核心（巨大的黑洞或者密集的恒星团）吸引附近的星际物质形成，如旋涡星系，形似一个绚丽的大旋涡；如棒旋星系，像一根旋转的大棒子；还有椭圆星系，形为圆球形或椭圆形的亮斑。

不规则星系的形成无法用规则星系的形成原理来解释，它虚若云雾、隐约可见。有的是不规则的棒状结构，有的无定型的外貌，甚至分辨不出恒星星团等组成部分。它们有的被天文学家解释为爆发后的星系，如星系M82；有的则被认为是没有大质量的核心而结构松散所致，如在南半球肉眼也能够看到的大、小麦哲伦星系。但是，一些外形具有一定特征的不规则星系，天文学家们对其形成的原因曾经莫衷一是。“车轮型星系”、“天线型星系”和“母子型星系”就是这样的例子。

孕化乾坤喜相逢

杉本大一郎教授使用当时先进的计算机成功地模拟出了星系中恒星的运动情景，研究星系的形成和如何演化成今天所看见的模样。他发现，在这一过程中，一些不规则星系的怪异形状，竟是由星系间碰撞造成的。

当一个小星系和大星系发生正面碰撞时，大星系中的尘埃、小质量恒星、气体等“轻小”的星际物质会向着四周呈辐射状散开，在大星系附近形成一圈星际物质。这个情形就像往水中扔石头，水面会产生一圈一圈的涟漪。碰撞以后，原来的大星系就变成了一个“车轮型星系”。我们可以想象，这两个星系中的天体肯定会发生翻天覆地般的剧变。事实上，这种看起来轰轰烈烈的碰撞过程其实十分缓慢，前后大约需要历时几亿到十几亿年左右。

“天线型星系”的演化过程与“车轮型星系”的演化过程相似，但有所不同。当两个大小相当的星系斜着相撞的时候，它们由于彼此的引力作用而互相靠近。开始时它们会一边互相围绕着打转，一边彼此接近。随着两者距离越来越小，这两个星系最后撞在了一起，融合为一个更为庞大的星系。在融合的过程中，这两个星系中的恒星和其他星际物质就向着两个（或一个）方向散开，看上去就像是伸出了天线似的。

好像一对手牵手的母子俩的“母子型星系”M51，是一个大的旋涡星系“俘获”了一个小星系所形成的。当一个小星系经过一个具有涡旋性的大星系身旁时，由于大星系的强大引力，小星系慢慢地向着大星系靠拢，并且开始绕其旋转。随着时间的推移，小星系与大星系的距离会越来越小，最后这两个星系将会融合成一体。

遥望洪荒看衰荣

杉本大一郎的星系碰撞观点，成功地解释了几种星系的演化过程，后来一系列天文观测发现使科学界接受了这一观点。如一些非常古老的星系中，存在着许多年代很近的恒星成员，而一些年代很近的星系中，却又混进一些年纪很大的恒星。同一星系中的绝大部分的恒星都是“同辈”的，这种现象只能认为是“年老”的星系和“年青”的星系相撞所造成的。以前人们认为恒星只会诞生于质量密集的星系中心，可星系碰撞的观点却认为“车轮型星系”的“轮子”上也会产生新恒星，观测事实支持了后者的说法。

在此之后，计算机模拟技术迅速成为研究宇宙演化的一种重要手段。现在的天文学家们已经使用计算能力更为强大的计算机来模拟各种天体的运动。值得一提的是，通过模拟星系的运动，我们可以推断宇宙现在的样子——因为星系间距离太遥远了，我们从望远镜中看见的是几千几万年前的星光，用计算机模拟星系运动，才让天文工作从“考古”变成了“新闻报道”。

星系的碰撞也并不稀奇，我们的银河系就正在俘获着两个小星系——大、小麦哲伦星系。它们距离银河系的距离分别是16万和19万光年，相当接近。根据计算，银河系将在几十亿年后与大、小麦哲伦星系发生相撞、融合。到那时，我们的地球或许也会卷入那毁天灭地的异变中，而人类能否渡过这个遥远的世界末日，就已不是现在我们能预知的了。