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第71章 风车星系(第8页)

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,但主角无疑是101自己——这个直径17万光年的sc型漩涡星系,质量约为16x1011倍太阳质量,占了星系群总质量的近90。

紧随其后的是它的“亲密邻居”

ngc5474:一个直径约5万光年的不规则星系,质量约为1x101?倍太阳质量,像一颗被101引力“拉歪”

的小星球。

ngc5474的形状尤其特别:它的左侧有一个延伸的长尾,那是101的潮汐力剥离它的气体和恒星后留下的“伤疤”

除了这两个“大块头”

,星系群里还有几位“小角色”

:ngc5477:一个直径仅1万光年的矮不规则星系,质量约为2x10?倍太阳质量,像一粒尘埃漂浮在101的外围。

它的恒星形成率极低,大部分恒星都是年老的k、型巨星,仿佛是星系群的“退休社区”

ngc5585:一个边缘朝向地球的透镜状星系,质量约为5x10?倍太阳质量。

它的盘面几乎没有旋臂,说明它的恒星形成活动早已停止,只剩下一片沉寂的“恒星墓地”

ugc8837:一个椭圆星系,质量约为3x10?倍太阳质量。

椭圆星系的特点是没有盘面和旋臂,恒星随机运动,这使得它看起来像一个“模糊的光球”

这些成员星系的质量跨度极大——从10?倍太阳质量的矮星系,到1011倍太阳质量的巨漩星系,构成了一个完整的“星系质量函数”

(assfunction)。

这种分布符合宇宙学中的“层级结构形成理论”

:小星系先形成,再通过合并形成大星系——101星系群正是这一理论的活样本。

2星系群的“引力胶水”

:暗物质与动力学平衡101星系群能保持稳定,靠的不是可见物质的引力,而是暗物质晕的“粘合”

根据动力学模型,整个星系群的暗物质晕质量约为15x1012倍太阳质量,是可见物质的10倍。

这个暗物质晕像一张无形的网,将所有成员星系束缚在一起,防止它们因高速运动而逃逸。

我们可以通过星系群的velocitydispersion(速度弥散)来验证这一点:星系群中成员的相对速度约为300公里秒,如果没有暗物质,这样的速度会让星系群在10亿年内分崩离析。

但暗物质的存在,让引力足以对抗离心力,维持星系群的稳定。

101星系群的另一个特点是低密度环境:它所在的区域,星系的数量仅为宇宙平均水平的13。

这种低密度环境,让101和它的邻居们有足够的空间“生长”

——不会像室女座星系团那样,因星系密度过高而频繁合并。

二、双星共舞:101与ngc5474的亿年纠缠在前两篇中,我们提到101的不对称旋臂是ngc5474的潮汐力导致的。

但这对“邻居”

的互动远不止于此——它们正在跳一支持续10亿年的“引力华尔兹”

,最终的结局可能是合并成一个更大的星系。

1轨道参数:一场缓慢的“拥抱”

ngc5474与101的距离约为25万光年(相当于银河系与仙女座星系距离的120),相对速度约为100公里秒。

通过牛顿力学计算,它们的轨道周期约为10亿年——这意味着,它们每10亿年会近距离相遇一次,引力相互作用会逐渐改变彼此的形态。

计算机模拟显示,这对星系的互动分为三个阶段:第一阶段(现在-未来5亿年):ngc5474继续绕101旋转,潮汐力会进一步拉伸它的盘面,形成更长的潮汐尾。

101的旋臂也会因ngc5474的引力扰动,变得更加不对称。

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