匪夷所思

天體撞擊之謎

如今,天文學家還尚不知曉星係相撞的模擬實驗是否跟實際上的天文觀測相吻合。

早在20世紀70年代,美國天文學家借助安裝在智利的天文望遠鏡研究確認,當宇宙中發生並非如此罕見的宇宙悲劇——巨大星係相撞時,會導致這些相撞星係形狀上的變化,還會破壞新恒星的誕生過程。美國天文學家基於大量觀測認為,跟中學現代天文學教科書中關於宇宙演化的概念恰恰相反,新誕生的一大批恒星比整個宇宙要年輕的多。但是,當初,很少有人相信這一點……

1997年10月底,美國天文學家們借助修複後的‘‘哈勃’’太空望遠鏡拍攝了一張發生最大宇宙悲劇的照片——觸角星雲中的兩個大星係相撞,發生這一宇宙悲劇的地方距離我們6300萬光年遠。“哈勃’’在瞬間拍下這一星係撞擊的宇宙悲劇的同時,又在這“一瞬”的宇宙尺度內拍下一千多個新誕生的恒星群。這些細微宇宙照片使天文學家們大為震驚,他們通過親眼目睹這一星係大撞擊的宇宙奇觀才如夢方醒,原來,星係之間並非相互隔絕,也並非靜止不動。恰恰相反,它們相互撞擊,融為一體並貪婪地“吞噬”著它們的“近鄰”。與此同時,爆發出強烈的閃光並突然冒出火光,改變著自己的形狀。這一震驚科學界的新發現,從根本上改變了天文學家的傳統思維和對宇宙演化的舊有觀念,這有助於我們對真正宇宙史的理解和認識,從而解開了曆代各民族和天文學家自古留下的關於宇宙奧秘困惑不解的謎團。我們人是從哪裏來的?主宰自己的路又通向何方?我們生命的真諦是什麽?一係列令人不可思議的種種疑團。位於觸角星雲中的兩個火星係發生大撞擊的驚心動魄的場麵:撞擊、融合、吞食、火光、變形……這就是宇宙演化的自然法則。發生這一宇宙悲劇現場距我們6300萬光年之遠。

1994年7月的“彗木之吻”使天文學家們親眼目睹了一場天體大撞擊的宇宙奇觀和悲劇般後果。然而,這不過是在太陽係尺度上的一次普通天體撞擊現象。倘若兩個對麵飛馳而來的星係相撞或彼此“擦肩而過”,那便是天體力學上一個驚人龐大的宇宙過程,要從頭至尾觀測完這一過程需花費幾億年時間,即便幾十代天文學家的辛勤努力也恐難勝任這一天文觀測。

為了全麵揭示和研究星係相撞會導致什麽樣的悲劇性後果。前不久,日本天文學家借助計算機和數學模擬係統,總共隻用了幾小時的時間就完成了通常需要幾億年時間才能完成的一項星係碰撞模擬實驗。

在實驗現場顯示出兩個相撞後相互作用的星係之間出現的遙遠異地的宇宙奇觀:在對撞的兩個星係之間出現光橋、光尾、“紐帶”狀和圓盤狀星係的扭曲變形等現象。但模擬計算並不能對相互作用星係的某些特性作出解釋,比如:兩個星係相撞時的顏色為什麽往往跟單個星係的顏色截然不同?兩個星係較高的x射線亮度與什麽有關?歸根結底的問題是:為什麽在數學模擬實驗時總是不出現環狀星係?這一點早已引起天文學家的關注。

須知,星係的外形和顏色首先取決於那些年輕、明亮和連成一大片的恒星。這些恒星誕生不久,它們分布在頻繁誕生恒星的宇宙區域中。這就是說,要觀測到兩個星係碰撞時相互作用的結果,首先必須仔細洞察星際氣體的未來狀況,成為年輕恒星的“建築材料”。

在日本天文學建立的星係模型中,除模擬星係中衰老恒星的普通恒星外,還有年輕恒星的星際氣體雲。這些天體和星際介質通常不是點狀,它們都是具體尺寸,還能相互碰撞並吸引到一起,最終收縮,在其內部還會誕生年輕恒星。這些年輕恒星在幾年的時間裏仍放射著耀眼的光耀。當然,按照模擬實驗的測定,這些恒星最終將發生超新星爆發。這些超新星爆發,將擺脫掉自己膨脹的星殼,並加大其混沌狀態時的速度,進而向天文學家描繪出最近幾年來星係中恒星和星際氣體之間的這種相互作用的情景。

這次數學模擬實驗表明,在兩個星係飛速接近時,這兩個星係的氣體雲中的次星係並非像圓盤狀星係中的次星係那樣牽製著自己。這時,恒星就會在兩個相互接近的星係之間形成“紐帶”,或形成被強力展開的螺旋狀分支物,氣體雲會形成環狀結構,其半徑小於恒星圓麵的半徑。鄰近星係的影響會破壞氣體雲沿圓形軌道勻速運動,它們往往相互碰撞從而強化了恒星的誕生過程。幾億年後,星係掠過最近點後,星係間引力的相互作用促進了恒星的形成過程,從而使恒星形成的強烈度達到極點,其恒星形成的速度是孤立星係中恒星形成正常速度的十倍。

大批年輕的恒星由於兩個星係的相互作用,明顯變換著自己的顏色,它們的顏色變得更加蔚藍,而其餘恒星則是致密的相對論性天體——中子星和黑洞,它們成雙結對地棲身於眾多的普通恒星之中並伴它們同行,進而變成強x射線源,它們還能明顯強化這一區域中星係的亮度。

@第二章

地球是人類的家園, 地球同時也是宇宙中的一顆微不足道的星體,宇宙中發生什麽事情都或多或少會和地球有關係. 如果有一天地球和某一天外來客相遇相撞, 自己的生命尚危不自保,它逐能保護在它庇佑下的人類嗎?