宇宙烟火秀 两星系以200万英里时速相撞

　　六十多名来自英国、法国、西班牙与荷兰的顶尖天文团队，透过地球最强大的望远镜系统，首次观测到距离地球约2.9亿光年的两个星系，正处于“宇宙十字路口”，因为它们正以每小时200万英里的速度互相碰撞。

　　研究人员使用顶级的威廉·赫歇尔（William Herschel）望远镜增强面速度探测器（WEAVE）的分场光谱、荷兰新型的低频（144 MHz）阵列射电望远镜（LOFAR）进行观测，并利用NASA的韦伯太空望远镜的一些数据档案确认这项结果。

　　他们观察到了史蒂芬五重奏（SQ）星系团里面的NGC 7318b星系，在另一个星系NGC 7318a强大的引力作用下，以每小时200万英里（约320万公里）的速度撞向NGC 7318a星系。两个星系的碰撞所引发的巨大冲击波，类似于喷射战斗机飞行时产生的音爆（当战斗机以超音速飞行时产生的冲击波和声响）。这说明NGC 7318b星系的撞击速度，比美国洛克希德公司制造SR-71黑鸟喷射战斗机的飞行速度（时速约4,023公里）要快上800倍，比音速快上2588倍。

　　史蒂芬五重奏星系团里面主要是由五个邻近星系群组成，分别是NGC 7317、NGC 7318a、NGC 7318b、NGC 7319和NGC 7320。史蒂芬五重奏首次在1877年被观察到，它因在1946年的圣诞电影《生活多美好》开头扮演天使的形象闻名世界。

　　天文学家表示，两个星系的相撞很可能是因为NGC 7318b星系被其它星系的总质量吸引，才会落入NGC 7318a星系群。根据人类现有的对宇宙的认识，考虑到它们互相对撞的速度与大小，碰撞时间可能会持续约一万年。这些星系的光大约需要走2.85亿年才能到达地球，所以人们看到的这一切就像是2.85亿年前发生的。

　　这次高速碰撞对NGC 7318b造成了严重破坏，会使其原本的氢气储量大量丢失。随着氢气储量下降，可能会让NGC 7318b星系中新恒星的生成速度降低，因为这些恒星的燃料主要是氢原子。另外，这次相撞释放的能量足以将电子从中性的氢原子撕裂出来。

　　研究人员还观测到，遭受冲击区域显示出与最高粉尘消光区域的反相关性（负相关）。如果有尘埃能够在冲击波（激波）中幸存下来，那么该区域将会是一个有许多尘埃颗粒组成的最密集区域，因为那些处于低密度环境的物质，可能都被摧毁了。

　　他们认为，这一观测结果可能有助于揭示像银河系这样的星系是如何经过长时间合并和碰撞形成的。

　　英国赫特福德郡大学（University of Hertfordshire）的首席研究员玛丽娜·阿尔诺多娃（Marina Arnaudova）博士对该校的新闻室表示，“史蒂芬五重奏自1877年发现以来，就代表银河系的十字路口，因为那里是过去星系之间互相碰撞而留下的复杂碎片场。”

　　“如今NGC 7318b星系重新唤醒了这个十字路口，因为这个星系以每小时超过320万公里的速度冲击该区域，导致该区域产生类似喷气式战斗机的音爆一样的强大冲击波。”她说。

　　另外，这次观测，还使他们看到了先前从未观察到的所谓激波锋面背后（碰撞冲击波的前缘）的双重性。这些是过往天文学家不知道的领域。

　　阿尔诺多娃博士解释，该种双重性质是当激波穿过冷气体时，会以每小时98万公里（每秒约440公里）的高超音速传播，其速度是史蒂芬五重奏星际介质中的音速好几倍。“现在这种强大力量足以撕裂原子让电子逃出，并留下一道发光的带电轨迹。”

　　史蒂芬五重奏中的银河残骸，中心的左侧为NGC 7318b、右侧为NGC 7318a，左上为NGC 7319，左下为NGC 7320，又下为NGC 7317。（NASA）

　　赫特福德郡大学博士生苏米亚迪普·达斯（Soumyadeep Das）则表示，当冲击波穿过周围的热气体时，其速度就会衰弱许多，且破坏能力也随之被削弱。 “冲击波被削减后，其冲击并没有造成重大破坏，而是压缩了热气体，最终产生无线电波，这些无线电波则被荷兰的LOFAR等射电望远镜接收到。”

　　英国劳尔空间（RAL Space）和牛津大学的WEAVE首席研究员加文·道尔顿（Gavin Dalton）教授表示：“我们透过WEAVE看到在史蒂芬五重奏中的冲击。除正在展开的碰撞的细节之外，我们还在自身的观测极限范围内，以一个特别的视角，勉强看到了弱星系（质量较小的星系）的演化和生成。”

　　这项观测成果于11月22日发表在英国的《皇家天文学会月刊》上，目前有22家科技相关媒体进行了报道。