银河系一人斗四人,那天晚上,我在天文台值夜班时听到的宇宙级故事
说出来你可能不信,这事儿是我在天文台做志愿者时听老研究员说的,当时我们正喝着已经凉透的速溶咖啡,他突然冒出一句:“你知道吗,银河系其实挺爱管闲事的。”我愣了一下,心想银河系又不是居委会大妈,管什么闲事?然后他就给我讲了这么个故事,说实话,听完之后我盯着望远镜里那片模糊的光带看了好久,总觉得那些星星好像真的在动。
事情要从四十亿年前说起
当时的银河系正在自己的轨道上安安稳稳地转着,周围有几个小伙伴靠得比较近,星际空间虽然空旷,但星系之间的引力相互作用比你想象的要紧密得多,就好像你坐在客厅里,其实邻居家挪个沙发你这边也能感觉到震动——当然前提是你有个足够灵敏的屁股,银河系那时候身边主要有四个需要留意的邻居:大麦哲伦云、小麦哲伦云、人马座矮星系,还有仙女座星系,这四个家伙各有各的性格,后面会细说。
先认识一下这四个对手
我得先跟你说明白这四个星系到底什么来头,不然后面的故事没法讲,这就好比看拳击比赛,你得先知道台上站的是谁,不然光看两个人挥拳头有什么意思。
| 星系名称 | 距离(光年) | 质量对比银河系 | 当前状态 |
| 大麦哲伦云 | 约16万 | 约1/100 | 正在被撕扯 |
| 小麦哲伦云 | 约20万 | 约1/300 | 形状已明显不规则 |
| 人马座矮星系 | 约7万 | 约1/1000 | 已被拉成星流 |
| 仙女座星系 | 约250万 | 约1.2倍 | 正在靠近,40亿年后碰撞 |
你看这个表就能明白,前三个其实跟银河系比起来都是小个子,唯独仙女座星系是个狠角色——它比银河系还重那么一点,这就让整件事变得有意思了,因为银河系在面对四个方向的不同问题时,用的策略完全不一样。
怎么个“一人斗四人”法
用“斗”这个字其实不太准确,但很形象,银河系并没有意识,它不会说“好,今天我要去收拾人马座矮星系”,这一切都是引力物理学在几十亿年时间尺度上自然演化的结果,但如果你把镜头拉远看,整个过程确实像一场缓慢到极致的角力。
对大小麦哲伦云:拉拉扯扯的消耗战
大小麦哲伦云是南半球夜空才能看到的两个模糊光斑,麦哲伦当年环球航行时记录过它们,这两个小星系绕银河系转的时候,靠得实在太近了,银河系的引力就像一双看不见的手,一直在拽它们的气体和恒星,大麦哲伦云还好一点,毕竟块头相对大些,还能勉强维持个形状,小麦哲伦云就惨了,已经被拉扯得七扭八歪,天文学家现在看它的形态都说它“不像个正经星系”,最重要的是,它们之间还连着一条麦哲伦星流——一条由氢气组成的巨大气体带,横跨了半个南天星空,这气体是谁拽出来的?当然是银河系干的,等于银河系一边控制住这两个小邻居,一边还从它们身上薅羊毛,把气体据为己有,这些气体将来会成为银河系里新恒星的原料,你说这算不算一种资源掠夺?
对人马座矮星系:已经分出胜负的旧账
人马座矮星系的故事更惨烈一些,它其实已经被银河系“吃”掉大半了,上世纪90年代天文学家才发现,银河系外围有好几圈恒星环,这些恒星的轨道和运动方向跟银河系本身的恒星不太一样,追溯来源,全是从人马座矮星系身上剥离下来的,现在这个人马座矮星系的核心还在,但已经被拉成一条长长的星流,绕着银河系转了好几圈,每次它经过银河系盘面附近,就会被再扯掉一层,这让我想起小时候吃棉花糖,一圈一圈撕下来,最后只剩下中间那根小棍,人马座矮星系现在就是那根小棍的状态。
对仙女座星系:未来四十亿年的对决
这个才是重头戏,前面三个都是小打小闹,仙女座星系才是真正势均力敌的对手,目前它正以每秒约110公里的速度朝银河系冲过来,2012年哈勃望远镜的观测数据确认了这一点,天文学家算出来大约40亿年后两个星系会正面撞上,不过说“撞”其实不太准确,因为星系内部恒星的间距极大,两颗恒星直接相撞的概率几乎为零,更准确的说法是引力融合——两个星系会互相穿过、拉开、再靠近,反复几次之后最终合并成一个巨大的椭圆星系,天文学家已经给它起好了名字叫“银女星系”,这场对决的结局是两个都消失,变成一个全新的存在,你说这算谁赢?
我们其实是这场宇宙角力的副产品
聊到这儿你可能会想,这些事情发生在那么遥远的地方,跟我有什么关系?关系大了,太阳系目前处在银河系猎户旋臂内侧,一个相对安静的位置,这个位置之所以安静,正是因为银河系在引力上压住了周围的几个小星系,没让它们的扰动影响到盘面结构的稳定,如果银河系没有“斗”赢人马座矮星系,那个小星系每次穿过银盘都会引发大范围的气体扰动,太阳系周围的环境就不会像现在这么稳定,地球能安安稳稳地存在几十亿年,生命的演化没有被打断,某种程度上得感谢银河系在外面镇住了场子。
而且还有一个更直接的联系,每年地球上都会出现好几场流星雨,比如十二月的双子座流星雨,八月的英仙座流星雨,你知道这些流星体从哪里来吗?相当一部分是银河系在撕扯那些矮星系时洒落出来的尘埃和碎屑,这些碎屑飘到太阳系附近,被地球引力捕获,就成了我们看到的流星,你对着流星许愿的时候,其实是在对着银河系打架时扬起来的宇宙灰尘许愿,这么一想还挺浪漫的,不是吗?
怎么亲眼看看这些“角色”
说到这儿你可能会好奇,我能不能亲眼看到这些星系?答案是能,而且有的还挺容易看到的:
- 大小麦哲伦云只能在南半球或北半球低纬度地区看到,如果你去海南、云南南部或者更南的地方,在远离城市灯光的郊外,用肉眼就能看到它们像两片脱离银河的云雾挂在天上,不用望远镜,肉眼看最震撼。
- 仙女座星系在北半球秋季和冬季很容易找到,它就在仙女座方向,肉眼看上去是一个模糊的光斑,你如果在乡村或者山上,抬头找找飞马座四边形东北方向的那片天,看到一个椭圆形光晕,那就是它了,你看到的那团光是250万年前发出的,走了这么久才进到你眼睛里。
- 人马座矮星系就困难多了,因为它已经被拉扯得弥散在整个天球上,需要专业设备才能分辨出来,普通爱好者基本看不到,不过知道它就在那儿,也挺有意思的。
老研究员那晚还跟我说了一句话,我一直记着,他说其实天文学家给这些现象起的名字都太冷冰冰了,“引力相互作用”、“潮汐瓦解”、“星系并合”,听着像什么工程说明书,但如果换个角度看,这就是银河系在漫长的岁月里跟邻居们相处的故事,有的邻居被它折腾得够呛,有的邻居正气势汹汹地冲过来要找它算账,而我们就住在这个正在打架的星系里,每天照样吃饭睡觉看剧,偶尔抬头看一眼夜空,那些星星的排列,其实藏着无数场持续了数十亿年还没演完的戏码。
