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第二阶段(5-8亿年):ngc5474的轨道逐渐衰减,距离101缩短到10万光年以内。
此时,两个星系的盘面会开始重叠,引力潮汐会将气体和恒星从两个星系中“拉”
出来,形成一条长达50万光年的共同潮汐尾——像两只星系的“头发”
,在宇宙中飘荡。
第三阶段(8-10亿年):ngc5474最终会坠入101的怀抱,两个星系的核心合并成一个更大的椭圆核。
合并后的星系质量约为21x1011倍太阳质量,旋臂会因引力扰动而完全瓦解,变成一个“无序”
的椭圆星系。
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2合并的“代价”
与“馈赠”
:恒星形成的狂欢与终结星系合并是宇宙中最剧烈的事件之一,对恒星形成有着“先扬后抑”
的影响:合并初期(相遇后1亿年):两个星系的气体云会因引力扰动而剧烈碰撞,压缩形成大量的分子云。
此时,恒星形成率会飙升到每年10-20倍太阳质量——是101当前水平的5-10倍。
jwst可能会观测到大量年轻星团和原恒星系统,甚至可能出现“星暴星系”
(starburstgaxy)的特征:明亮的红外辐射,来自大量年轻恒星的紫外线被尘埃吸收后再发射。
合并后期(合并完成后):随着气体被消耗殆尽,或者被合并产生的冲击波吹走,恒星形成率会急剧下降。
椭圆星系的特点就是“死气沉沉”
——几乎没有新的恒星诞生,剩下的都是年老的恒星在慢慢冷却。
对于101来说,合并意味着“重生”
:它会从一个活跃的漩涡星系,变成一个沉寂的椭圆星系。
但对于宇宙来说,这是星系演化的必然——大质量星系往往通过合并形成,比如银河系未来会与仙女座星系合并,变成一个更大的椭圆星系。
三、宇宙中的“节点”
:101与大尺度结构101星系群不是宇宙中的“孤岛”
,它是更大宇宙结构的“节点”
——就像城市中的社区,连接着更广阔的区域。
要理解101的宇宙位置,我们需要把视野放大到宇宙大尺度结构(r-scalestructureoftheuniverse)。
1本地超星系团:101的“上级单位”
101星系群属于本地超星系团(localsupercster,简称ls),这是一个包含约100个星系群和星系团的巨大结构,总质量约为1x101?倍太阳质量。
本地超星系团的中心是室女座星系团(virgocster),包含约2000个星系,距离地球约5000万光年。
而101星系群位于本地超星系团的外围区域,距离室女座星系团中心约1500万光年——像一个住在城市郊区的居民,远离市中心的热闹。
本地超星系团的结构像一个“气泡”
:中心是密集的室女座星系团,外围是稀疏的星系群,比如101星系群。
这种结构符合宇宙学中的“宇宙网”
(sicweb)模型——宇宙中的物质分布像一张三维的网,节点是星系团,纤维是星系群和星系,空洞是几乎没有物质的区域。
2宇宙长城:101的“远亲”
如果我们把视野再放大到宇宙长城(sicgreatwall)——宇宙中最大的已知结构,101星系群依然在其中扮演着“节点”
的角色。
比如,斯隆长城(sloangreatwall),这是目前已知最大的宇宙长城,长度约137亿光年,包含数千个星系。
根据最新的宇宙学模拟(来自ilstristng项目),101星系群位于斯隆长城的一个“分支”
上——像一根绳子上的小珠子,连接到更庞大的宇宙结构。
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