宇宙探秘 星系演化史

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  在宇宙大尺度结构的研究中,星系只是被看作一个质点,它本身没有什么变化可言。但从星系内部看,也有自己的演化史。

  幸亏由于星系离我们十分遥远和光速的有限性,我们可以通过考察距离不同(因此年龄不同)的星系来研究它们的演化历程。例如:仙女座大星云离我们200万光年,我们今天看到的实际上是它200万年前的面貌。同样,当我们观察距离5000万光年的室女座星系团中的星系时,它的光是5000万年前发出的。借助大型望远镜,我们可以看到处于宇宙深处的更年轻的星系。

  刚刚从原始气云凝结出来的星系胚胎是什么样子,目前天文学家尚不清楚,因为在第一代明亮的恒星形成以前,这些遥远的暗弱气体是很容易逃过目前最强大的望远镜的追踪的。随着时间的推移,原始星系云开始收缩和冷却,一步步分裂为更小更密的碎片,由这些碎片中最终诞生出第一代恒星。第一代恒星比太阳要重得多,明亮得多,寿命也短得多。在大约1000万年内便耗尽了自己的燃料,然后通过爆发形式把自己内部合成的重元素抛回星际空间,进入第二代、第三代恒星形成和演化的循环。上述过程的后果是星系越年轻,重元素的含量应越少,而颜色则应偏蓝。天文观测表明情况的确如此。

  除了化学组成以外,星系的形态也随时间而变化。早期星系的密度比现在高得多,相邻星系在引力作用下彼此靠近,产生潮汐形变甚至合并为一的可能性也就高得多。80年代发射的红外天文卫星发现了一批极亮的年轻星系,其中约60%表现出潮汐形变或合并的特征:有的星系拖出一条"尾巴",有的星系长出两支"角",有的双星系之间有"桥"相通。

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