问伊桑111号:星系会死吗?

甚至有一天我们太阳系的宇宙之家也将消失。但是到底如何呢?


如果您不与亲人道别,又不搬到一个全新的地方,那么您只能等待漫长而逐渐的磨损,最终导致失踪。
- 让·杜布菲Jean Dubuffet)

本周我们的定期专栏有很多问题和建议,我什至不得不寻求帮助才能做出决定。结果,决定回答约翰·利特尔(John Little)的问题,他要求我们走向遥远的未来:
星系会死吗?如果是这样,它是什么样的?

让我们开始探索我们的家,银河系及其邻居。

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人们普遍认为,当地的星系群(我们和我们的宇宙邻居)由我们,仙女座(我们的姐姐)和一些未知数组成。是时候了解他们了。特别是:



3号:三角星系。它的质量大约是银河系的5%,在我们当地星系中最大的星系中排名第三。它具有螺旋结构,有自己的卫星,它本身可以是仙女座的卫星。



第4:麦哲伦星云。它的质量不超过银河系的1%,但它是最大银河系中的第四位。它离银河系很近-不超过200,000光年,恒星形成具有爆炸性。我们银河系的引力潮汐使气体压缩,并孕育了宇宙中最新,最热和最大的恒星。







5-7号:小的麦哲伦星云,NGC 3190和NGC6822。它们的质量在银河系的0.1%到0.6%范围内,尚不清楚,虽然更大,但这些星系也相当大-在每一个物质都会积累的情况下每十亿太阳能质量。



8号和9号:椭圆星系M32和M110。它们可以是“唯一的”仙女座星系的卫星,但是它们每个都有十亿颗恒星,而且它们的质量可能比上述数字5、6和7大

。此外,它们还至少有45个已知的较小的星系组成我们当地的团体。尽管它们的数量,质量和大小众多,但数十亿年后,没有一个将保持目前的状态。



随着时间的流逝,星系通过重力相互作用。这不仅通过吸引力将它们拉在一起,还通过潮汐力影响它们。对我们来说,潮汐是月球通过吸引地球的海洋而产生的,它产生的凸起会在部分行星经过时产生潮汐的影响。

但是从银河系的角度看,潮汐并不那么明显。小星系的一部分,接近大星系,将受到更大的力,而遥远的部分将被更小的力吸引。结果,小星系膨胀并最终通过与大星系的相互作用而爆炸。



属于麦哲伦星云和所有矮椭圆形星系的本地星系的小星系将被破坏,它们的物质将包含在它们将联合的更大星系中。

那你说。这不是真正的死亡,因为像银河系这样的大型星系将生存一切。但是我们将永远无法保持这种状态。 40亿年后,银河系和仙女座的引力吸引力将我们带入了联合引力舞,并导致了合并。尽管这一过程将耗费数十亿年,但两个星系的螺旋结构都会被破坏,结果一个巨大的椭圆星系将出现在我们小组的中心:米尔克罗梅达(Milcromeda)。



结果,我们当地群中的其他星系也会吸吮,而一个巨大的星系将保留下来,其中包括所有吸收的星系。这样的过程迟早会在整个宇宙的所有相关星系和星团团中发生,而暗能量会将这些星团和星团拉得更远。

但这不是死亡,因为星系仍然存在。但是,星系是由恒星,尘埃和气体组成的,其数量都是有限的。



尽管联系将花费数百亿年,并且暗能量将使它们在整个宇宙中彼此远离,从而导致看不见和无法进入,但恒星将继续以数千亿年的时间间隔生活。当今寿命最长的恒星将燃烧其燃料超过十万亿年,而新恒星将由气体,尘埃和充满星系的恒星诞生,尽管数量越来越少。



当最后一颗恒星燃尽时,它们的遗体-白矮星和中子星-将继续发光数百万亿甚至四千万年,直到它们变暗。当不可避免地发生这种情况时,将有几千亿年的褐矮星,非恒星,有时会聚在一起,发起核聚变并创造星光。



当最后一颗恒星燃尽之后,经过数十万亿年(10 16),星系中仍将存在质量。甚至这也不能算是真正的死亡。



但是即使在黑暗中,星系也不会永远存在!所有这些质量将在重力作用下彼此相互作用,并且不同质量的引力物体的行为方式很奇怪:
•反复飞越和近距离接触会导致速度和动量交换。
•较小质量的物体从星系中抛出,较大的物体在“强迫弛豫”(剧烈弛豫)过程中淹没到中心并失去速度。
•在10 19至10 20的足够长的时间内,大部分物质将从银河系中弹出,只有一小部分剩余的物质会束缚更多。



在银河系残余的最中心将是一个超大质量的黑洞。这个对象将是现有对象中的最后一个对象,首先增加到最大可能的大小,然后吃掉它可以到达的所有东西。在米尔科德罗梅达中心,我们发现了一个比太阳重数亿倍的物体。在更大的群体和星团中,黑洞的质量将超过数百亿个太阳质量,甚至更多!

但是他们不会永远活着。



由于霍金辐射,这些物体也会衰减。这将需要10 80至10 100年,具体取决于它们的质量,但是它们还是会消失。

不管如何定义星系或其遗迹,它们肯定会死亡。以及如何以及何时准确-这个问题的确切答案是您的!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399625/


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