宇宙的煙火工廠－星系演化和星遽增星系|

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宇宙的煙火工廠－星系演化和星遽增星系

102/05/16 3928

黃崇源｜國立中央大學天文研究所教授

天空中的星系大致可分為螺旋星系、橢圓星系，和不規則星系。此外，尚有少數具有特殊壯觀形態的星系，這些奇特的星系能發出很強的遠紅外線輻射，經觀測顯示這些是處於碰撞狀態中的星系。近年來的研究更發現幾乎所有的星系都曾與其它星系發生過碰撞。事實上，星系碰撞是星系演化的最重要過程，星系的碰撞更導致了星系間物質的改變，造成了許多星球的同時形成。我們從不同的層面來介紹星系的碰撞和演化，包括像星系為何碰撞，橢圓和螺旋星系的形成，星系的吞噬，星球的爆發形成與活躍星系核的關係，最後從星系演化的觀點來討論銀河系的未來命運。

銀河系星星兩千億顆

本季「展望」講座第一場演講由中央大學天文研究所所長黃崇源主講，講題為「宇宙的煙火工廠—星系演化和星遽增星系」。從不同層面介紹星系的碰撞和演化，討論銀河系未來的命運。

黃崇源說，肉眼看星系，很迷濛，星系裡有星球、氣體塵埃等。某些星系演化的過程，在天空中看起來非常亮，非常迷人。小星系約包含1000萬個太陽質的星星，大星系可包含10兆顆星星，大約是銀河的100倍。

我們所處的星系是銀河系，中間暗的地方就是塵埃，約有兩千億顆像太陽質量的星星。可觀測的宇宙範圍內有數百億個星系，可觀測的宇宙只占整個宇宙的小部分。

橢圓星系年紀較老

為什麼常看到旋渦和橢圓星系？黃崇源說，旋渦星系是圓盤形，有一個圓周運動，有較多角動量，星球的形成也比較晚。橢圓星系的星球分布比較隨意，沒有特定旋轉方向，星球也比較老。

宇宙中不只有橢圓和旋渦星系，黃崇源指出，離銀河較近的數千個星系，約有百分之一的形狀比較特別，也比較不規則，例如有尾巴或橋的形狀。

哈伯望遠鏡觀測到很遙遠的宇宙，也就是看到早期宇宙，發現很多旋渦星系和不規則星系，或所謂交互作用星系，所占比率比銀河系周圍星系高出許多。

星系演化形狀改變

早期不規則、交互作用的星系去那裡了？黃崇源說，這些星系已經變成不一樣的星系，這是一種演化的過程。

他說，久遠的星系不規則、旋渦占很多，慢慢藉由星系碰撞後合成等因素，演化成橢圓星系，變成現在看到的樣子，這是相當重要的演化過程。

黃崇源強調，星系形狀會隨時間演化，與所處的位置有關，也會因星系間的交互作用而改變。

星系會碰撞，星球呢？黃崇源說，星球碰撞的機率比星系小很多，因為星球所處的空間很大，就好像兩個人在地球表面上溜冰一樣，碰到的機率很小。

星系碰撞催生新星

黃崇源說，星系碰撞時，氣體也會撞在一起，其中原子氣體密度低，容易被往外拉，形狀就不規則。

新星球都誕生在分子雲裡，當分子氣體因碰撞損失一些能量，往重力中心掉時，就會產生新星球。他解釋，星系彼此的交互作用，會觸發星球快速增長，產生星球劇增星系，就好像點煙火一樣，可以把整個星系弄得非常明亮。星系碰撞的交互作用還會引起更巨大的能量釋放，形成活躍星系核。

一般的旋渦星系也會誕生新的星球，多產生在旋臂上。黃崇源指出，旋臂是密度波，當星球或氣體經過時，密度被擠壓，可以產生星球。

每星系一生中會跟其他星系有多次的交互作用或碰撞，銀河系呢？黃崇源說，銀河系處在本星系群中，距離最近的星系是大小麥哲倫雲兩個星系。它們在兩億年前曾通過銀河系的盤面，經過一段時間，會被銀河系吃掉。

銀河系惦惦吃星系

「銀河系一直在吃其他星系，只是看不出來。」黃崇源說，如果吃的是很小星系，盤狀結構不太變，若是體積一樣大星系，會吞不下去，盤狀結構就會改變。

銀河系與200萬光年外的仙女座星系，以每小時48萬公里速度靠近，未來可能合併在一起。若垂直速度不大，50億年後兩星系會合併，兩星系碰撞時，會觸發星球劇增現象，誕生新的星球，非常亮，最後合成同一個星系。

黃崇源說，星系只要旁邊有別的星系，就會慢慢碰撞、合併，產生星球劇增和活躍星系核，在宇宙中間點起非常非常亮的光。

【2008/10/20／聯合報／記者楊正敏／台北報導】

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