古希腊的哲学家以为,在地球之外是月亮天、水星天、金星天...,依此类推一向到最高的恒星天,他们都以为恒星是固定在天空中不动的点,是天主给了恒星天榜首推动力,让恒星天以下的天体开端环绕地球工作,并且他们还以为恒星是真实永久的存在。这便是前期人类心中的世界模型。
可是后来,人们在对夜空的调查中发现,一些自身昏暗不行见的恒星,会忽然变亮,然后在接下来的几周乃至是一个月内光度变淡直到消失,这是人们才知道本来恒星是由生命周期的,也会生老病死。
那么今日的问题是:已然恒星会逝世,那么由恒星组成的星系会在绵长的岁月中消亡吗?它终究会变成什么姿态?
答复这样的一个问题,先来看下咱们的本星期群
咱们平常说本星系群时,只会提到银河系和仙女座星系这两个庞然大物,一般会疏忽周围的一些矮星系,现在咱们就来看下这些无名小卒:
三角星系。它的质量大约是银河系的5%,是本星系群中次于银河系的第三大星系,这个星系有一个螺旋结构,它很或许是仙女座星系的卫星星系。
大麦哲伦星云。这个星系的质量在咱们银河系面前相形见绌,质量只要银河系的1%,可是它现已是本星系群中的第四大星系了。因为它离银河系现在十分近,只要不到20万光年,所以银河系的巨大引力现已对这个星系发作了十分大的影响。
在银河系潮汐引力的效果下,大麦哲伦星系内的气体渐渐的开端溃散、紊乱,并且开端发作世界中最新、最热、最大的恒星,这样的一个进程便是一个星系恒星迸发的时期,咱们称为星爆星系。
这就解说了为什么现在咱们最世界中开展的质量最大的恒星就处在大麦哲伦星系中的狼蛛星云中。
上图中依次是小麦哲伦星云,NGC 3190和NGC 6822。现在咱们并不是很确认详细哪个星系更大一些,但它们的质量都在银河系质量的0.1%到0.6%之间,尽管这三个星系很小,但每一个都包含了超越10亿倍太阳质量的物质,所以在本星系群中也是十分重要的物质源。
上图在M31(仙女座星系)周围的是椭圆星系M32和M110。它们仅仅仙女座星系的卫星星系,质量十分小,但也包含了超越10亿颗恒星,并且这个星系的质量也有或许比上文所说的三个星系还要大一些。
除了以上这些星系外,在本星系群中还有至少45个已知、更小的星系,它们和以上的星系一同组成了咱们的本星系群。
不论本星系群现在有多少个星系、它们的质量和巨细是怎样的,在未来几十亿年后,这些一切的星系都会阅历一件很重要的工作,它们并不会像今日这样一向存在。
本星系群里的一切星系都是被引力捆绑在一同的全体结构,不论世界怎样胀大,都不想让这些星系相互远离,相反这些星系现在正在引力的效果下相互接近,除了引力的拉扯外,假如两个星系相互接近时,也会发作十分大的潮汐力。
提到潮汐力,咱们通常会想到月球对地球的潮汐引力导致了海洋在一个方向上凸起,当地球旋转到凸起方位时就会发作“高潮”,当地球旋转通过低谷时就会发作“低落”。
但从星系的标准来看,潮汐力的影响更为剧烈。当一个小星系的一侧接近大星系的时分,那么这一侧会比别的一侧遭到的引力更大。导致的成果便是小星系被拉伸变形,终究被大星系撕裂。
这些小星系:麦哲伦星云和一切的矮星系,它们终究的结局都是以被撕裂,然后被大星系吞并的方法完结。
可是这不是真实的逝世,因为大星系还会存在一段时刻。可是咱们的银河系和仙女座星系也不会一向坚持现在的容貌,因为现在这两个星系现已在引力的效果下在世界空间中相互起舞,在未来大约40亿年今后,它们会发作大兼并。这个兼并的进程会一向继续数十亿年,可是终究两个星系现在的螺旋结构都会被损坏,终究构成一个巨大的椭圆星系。
这个本星系群中之前不论存在多少的星系,都会被引力拉扯到一同构成一个单一的星系,这个星系便是有本星系群中现在一切的物质组成。不仅是咱们的本星系群,在世界中,现在一切被引力捆绑在一同的星系群和星系团终究的命运都跟咱们相同,但那些没有被引力捆绑在一同的结构,会在暗能量的效果下相互远离相互。也便是说,未来世界中的星系会本来越大,越来越少。
但这也不是世界中星系的真实逝世,因为仍是有星系的存在。可是星系是由恒星、气体和尘土组成的,并且这些物质的数量是有限的。
在世界中,星系的兼并或许需求几百亿年的时刻才干完结,这时暗能量也会将这些兼并后的星系胀大到十分远的间隔、并加快到十分大的速度,导致一切的星系都相互不行见、也不行到达。到时,咱们在地球上中只能看到自己星系的恒星,并且咱们在世界中也只能看到一个星系,便是咱们自己地点的星系。
尽管其他星系不行见,可是恒星却在很长的一段时刻内会一向存在。因为今日世界中那些寿数最长的红矮星它们焚烧完自己的燃料至少需求10万年的时刻,并且每个星系中,还会诞生新的恒星,只不过跟着气体云数量的削减,构成恒星的速率也会渐渐的低,直到无法构成恒星。
就算世界中终究一颗恒星将自己的燃料焚烧完,世界中还会存在恒星的残骸(白矮星和中子星),它们会继续发光几百万亿年才会消失。当这些恒星尸身消失后,在世界中还有一些失利的恒星:褐矮星,它们偶然会兼并在一同,重新点燃核聚变,并会继续发光数万亿年。
可是,当终究一颗恒星在未来约10^16年后燃尽时,银河系的质量仍将存在。在某种意义上来说,这不是“真实的逝世”。
可是星系自身不会永久的存在!咱们咱们都知道在星系中一切的质量物体都会在引力的效果下相互效果,可是不同质量的物质相互效果时会发作以下的工作:
两个质量物质在近间隔触摸时,会发作速度和动量的交流。
在这样的一个进程中,低质量的物领会取得额定的速度,被“踢”出星系,而高质量的物领会失掉速度,下沉到星系的中心。
通过满足长的时刻标准(大约10^19到10^20年),银河系的大部分质量将会被抛出,只要一小部分剩下的质量会被更严密地捆绑在一同。
在星系的中心基本上都会存在一个超大质量黑洞,而这个黑洞会因为吸入太多的物质,而变得质量十分大,或许会创造出一个世界中自诞生以来绝无仅有的超级大黑洞。
可是,即使是黑洞也不会永久的存在。
因为霍金辐射现象,黑洞会发作衰变缓慢的丢失质量。或许需求10^80到10^100年,时刻取决于超大质量黑洞的质量有多大。
因而不论咱们怎么界说一个星系或它的残余物,它们都会逝世。