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原作：曼彻斯特大学

翻译：贺玉影

校对：朱宸宇

编排：陈宏宇

后台：李子琦 胡永葳 李鸣晨

原文链接：https://phys.org/news/2022-06-astronomers-galaxies-mergers.html

学界解答并合生成星系之问

本次研究发现的一些星系对的实例：

上图为被检测到的贴近星系对。

图源：C.Conselice等

英国的天文学家今天宣布解决了这个问题：我们银河系这样的星系，是如何花上了100亿年以上的时间，通过许许多多独立的星系的相撞形成的。

星系是宇宙中最大的单体，它们的形成源起是一个很古老的问题，这个问题没有明确的答案。本周提交到美国天文学会《天体物理学杂志》的一项重要研究，给这个问题提供了一个解决方案。

以英国曼彻斯特大学河外天文学教授克里斯托弗·康塞利斯为领导的天文学家们现已确定，并合效应是星系形成的主要过程之一。

上图：康塞利斯教授。

图源：康塞利斯教授本人

他们完成了这项长达数十年的研究，关于星系、关于它们在过去100亿年中如何形成这个问题。研究成果揭示：星系并合是形成星系最重要的方法之一。在过去的100亿年里，一般的大质量星系都将经历大约3次与其他星系的并合，将其质量翻上一倍还多。因此，如本次研究所示，并合，是一个效率很高的星系形成方式。

康塞利斯教授指出：“并且，可以想见，我们的银河系在过去可能经历过至少一次这样的大型并合，这从根本上改变了它的形态和组成的历史。并合，比如本次研究中的并合，引发了恒星的形成，这可能是包括我们的太阳在内的恒星形成的源起，同时也为星系中心黑洞的生长提供了物质。”

我们附近的宇宙中，星系表现为各种形状和尺寸。其中一些，包括我们的银河，是非常巨大的，拥有超过一万亿颗恒星，并呈现一个漩涡图像。其他一些，则是巨大的恒星集合体，具有球状或椭圆的结构，没有特殊的图样。这些巨型星系的历史在很大程度上是未知的。

星系的质量要增长，一个可能的方式是两个星系狠撞在一起，形成一个全新的星系，这一过程称为并合。星系并合这个概念已经存在了超过半个世纪，但是关于大质量星系的产生、它们在其中所起的作用，一直是一个巨大的谜题，也是宇宙学的一个基本问题。尽管这个理论备受认可，它实际是如何发生的，我们以往还只能猜测。

本次研究的结果来自对100亿年前贴近或“成对”的星系的搜寻。花上个10亿年后，这些挨着的星系最终会并合，形成一个新的系统。通过捕捉这些处于并合过程中的星系，本次研究明确了并合的存在，从而明确了宇宙中星系的形成史。之前，我们基本上只有关于它的理论，而本次研究则是对这一过程的直接考量。

康塞利斯还说：“考虑到宇宙中星系的数量，在过去100亿年中，大约发生过2万亿次这样的并合（merger）。这之中的相当一部分，我们接下来可以用引力波实验来检测，毕竟是宇宙中最常见的大规模并合（coalescence）事件嘛。”

这一不为人知的星系形成史，使我们今天得以按照前所未有的方式来理解星系。这一团队、及其他人未来的工作，会揭示上述发现对于我们今天对新恒星和黑洞在星系中的发展之理解所产生的影响。

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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