碰撞的恒星世界
和太陽也會變老一樣,遍布于宇宙中的年老恒星也會衰亡,新的恒星將誕生。星系也是在演化和運動中的。我們的本星系群只包含3個主要的大星系,仙女座旋渦星系、三角座旋渦星系和銀河系。其中仙女座星系最大,三角座星系最小。仙女座星系距離我們200萬~300萬光年之間,是離我們最近的星系,它被銀河系和它之間的相互引力束縛,以300千米每秒的速度向我們靠近。因此,在大約30億年之后,在我們所處的這個宇宙的角落里將發(fā)生一件驚天動地的事:兩個巨大的星系將碰撞在一起。
如果一個小星系和一個大得多的星系相撞,那么它將簡單地被吸收掉,并且通常完全喪失掉它的獨立特征。碰撞中,它的邊界被潮汐力完全打亂,每次當它靠近那個大星系時,其中的恒星將被逐個剝離出去。兩個大型星系碰撞時的情況則大不相同。
也許最好在這里說明一下,盡管我們在討論兩個星系的碰撞,但我們并沒有暗指單顆恒星也會撞到一起。恒星之間的距離——記得太陽和它最近的鄰居(半人馬座比鄰星)間的距離超過了4光年——太大了,以至于恒星碰撞是極其罕見的事,即便在兩個星系碰撞的混亂環(huán)境中也是如此。
碰撞將持續(xù)數十億年。如果計算機模擬是可靠的話,仙女座星系將首先搖擺著經過我們的銀河系,對任何現(xiàn)場的觀測者而言,那個小光斑將變得越來越大,直到碰撞開始發(fā)生時,它已成了夜空中的主宰。隨著兩個星系里儲存的氣體碰撞在一起,引起的激波觸發(fā)數以萬計的新恒星形成,其中許多都將位于明亮的星團中,星團被熾熱的藍色恒星主導。
許多大質量恒星(因此年齡很短)的誕生,意味著超新星爆發(fā)將會非常普遍,它們爆發(fā)產生的激波將觸發(fā)新一輪更大規(guī)模的恒星形成。天空將被熾熱閃光的氣體和塵埃云弄得一團糟。在仙女座星系經過銀河系之后,其中剩下的物質在頭前尾后地插進銀河系以前的核心之前,將花費大約1億年形成一個宏大的U形。許多物質就像長長的尾巴那樣留在后面,但隨著時間推移,它們也將掉進中心里去,結果大概會形成一個巨大的橢圓星系。最終,銀河系中心的黑洞與仙女座星系中(那個幾乎必定位于中心)的黑洞,很可能短兵相接,碰到一起。
通常人們相信,兩個黑洞碰撞到一起將形成一個質量更大的黑洞。同時也必將發(fā)出密集的輻射,與之相伴的還有所謂“引力波”。