幾十億年前銀河系就“死了”

tstoto · 發表於 2016-6-30 13:24:32

　　有一種觀點認為，就像一個僵屍，我們的銀河系其實早已“死去”，但卻還繼續“活著”。我們的近鄰——仙女座大星系的情況可能也類似，這個星系可能早在數十億年前便已經死去，但直到近期才開始表露出它“死亡”的征兆。

　　星系似乎可以有兩種非常不同的死亡途徑，分別由兩種非常不同的機制過程所驅使——這裡所說的“死亡”是指星系中不再孕育新的恒星。

　　對於銀河系或者仙女座星系這樣的星系來說，這一死亡的過程是極其緩慢的，常常持續數十億年之久。

　　隨著時間推移，星系如何以及為何會停止產生新的恒星？如何以及為何會改變自己的形狀？這些都是星系天文學家們想要弄清楚的重大問題。

　　現在，我們很有可能正在接近能夠回答這些問題的邊緣。而這一進展部分要歸功於全世界無數的志願者們，正是這些默默無聞的普通人，通過志願奉獻出自己的業餘時間，幫助專業天文學家們梳理數以百萬計的星系圖像數據樣本，並進行歸類，從而大大加快了專業天文學家們的研究進展。

　　星系中新生恒星的孕育

　　星系是一個活躍的系統，它不斷將其內部的氣體轉化為新生的恒星。和人一樣，星系也需要食物。不過對於星系來說，它的食物就是從周圍的宇宙網結中汲取新鮮的氫氣。宇宙中的大部分可見物質都被束縛在一張我們看不到的無形大網結構中，由暗物質構成的無數巨大的暈和線狀結構勾結成了這張宇宙之網，這是宇宙中最大的結構。

隨著這些氣體雲團進一步冷卻並在暗物質暈的引力作用下聚集，它們就會逐漸形成一個盤狀並進一步冷卻，最終這些氣體雲團開始分裂，並在各自自身引力下塌縮形成一個個新的恒星。

　　另一方面，隨著恒星逐漸老去並死亡，它們會通過恒星風或超新星爆發的方式將一部分氣體重新返還給星系。隨著大質量恒星在猛烈的超新星爆發中消亡，它們會加熱周圍空間中的氣體物質並阻止它們快速冷卻的進程。

　　這就構成了天文學家們所稱的反饋機制。星系中的恒星形成過程在這樣的反饋機制循環中達到了自我平衡。死亡恒星產生的大量熱量加熱星系中的氣體，造成它們無法快速冷卻收縮，也就無法快速形成新的恒星，最終控制了星系中新生恒星誕生的速率。

　　大部分能夠孕育新生恒星的星系都是盤狀的，比如旋渦星系或棒旋星系，銀河系就是一個棒旋星系，但還有一種非常不同的星系類型，那就是橢圓星系，它們的外觀一般接近圓形或是橢圓形。

　　這些星系相比之下不會那麼活躍——它們已經失去了新鮮氣體的供應，因此也已經停止了新生恒星的形成。其內部的恒星軌道顯得混亂，從而使整個星系形成了相對更規整的外觀。

　　如上所述，這些橢圓星系有兩個重要的不同點：首先這些星系已經不再形成新的恒星了，其次它們的外觀與旋渦星系很不一樣。我們可以猜想，這些星系之前一定是發生了某些不同尋常的情況，最終產生了這樣巨大的不同。那麼這樣的情況到底是什麼？