​“星系吞噬者”银河系胃口惊人，已开始吞噬其最大伴星系

美国漫威漫画旗下有一个超级反派叫做行星吞噬者，他通过吞噬行星来获得能量。这一设定听起来天马行空，但其实宇宙中彼此吞食的戏码早已司空见惯。比如我们的银河系就是一个胃口很大的吞噬者。科学家近日观察到，银河系已经开始吞噬其最大的伴星系——大麦哲伦星系。大麦哲伦星系光恒星就有近百亿颗，如此一比较，漫画里吞噬行星的设定竟也显得索然无味了。

大麦哲伦星系

为了交代清楚这次“吞噬行为”到底是如何发生的，我们有必要先介绍一下星系和恒星之间的关系，以便我们代入我们的太阳进行比较，了解一下“吞噬星系”究竟是一个什么规模等级的举动。

星系是指指数量巨大的恒星系及星际尘埃组成的运行系统，从只有数千万颗恒星的矮星系，到有上万亿颗恒星的椭圆星系，星系的大小差异很大，形状也各异。我们所处的银河系就是一个棒旋状结构的星系，它包含了大约1000到4000亿颗恒星，还附带有其他大量星际物质。我们的太阳只是银河系千亿颗恒星中的一颗，可谓沧海一粟。

银河系 Ron Miller绘制

银河系整体上呈扁球体形状，具有巨大旋涡形的盘状结构，盘子中心有明亮密集的核心，还有一条短短的“棒子”横贯核心。“棒子”两端伸出两条主要的旋臂，两条主旋臂的距离约为4500光年，我们的太阳即位于银河系的一个次级旋臂——猎户座旋臂之上。银河系直径约10万光年，太阳至银河核心的距离大约是2.6万光年。

在银河系之外，还有其他星系。有的星系只含数千万颗恒星，是为矮星系。当然，也有一些星系远大于我们的银河系，比如威廉·郝歇尔在1970年发现的IC1101星系，就含有超过100万亿颗恒星。多个相距较近的星系一起构成了星系群，我们银河系所处的星系群被称为本星系群，含有超过50个星系。本次银河系吞噬大麦哲伦星系的行动，就可称之为发生在本星系群内部。

在本星系群里，最大的两个星系是银河系以及仙女星系，其余都是一些矮星系。它们常常相对于仙女星系和银河系而被称为“伴星系”。本次银河系吞噬的三个矮星系分别是大小麦哲伦星系和人马座矮椭球星系。其中大麦哲伦星系是本星系群中第四大的星系，它是银河系众多卫星星系中质量最大的一个。

事实上，在银河系130亿年的生命中，它不断地在吞噬着周围的卫星星系。随着大口径望远镜的利用以及观测技术的快速发展，天文工作者得以进一步确认这一点。通过缓慢地吞噬周边的矮星系和伴星系，银河系不断地壮大自身，它就像一个巨大磁铁，不断吸积、撕扯、吞噬周边的小星系。同时，人们通过大规模巡天数据中发现，较小星系也会吞噬周边更小的星系，大麦哲伦星系就曾经吞并过其他星系。这为人们勾勒出了一副“星系相食”的磅礴景象，规模之大、岁月之远，令人震撼。

天文学家较早就建立了银河系通过潮汐力撕扯和吸积周围的矮星星系和卫星来增加自身质量的理论，本次观测研究为人们进一步建设该理论提供了宝贵资料。天文学家这样模拟这个吞噬过程：矮星系在被银河系吸积之后，矮星系自身会吸引银河系中的恒星，在其后形成恒星的聚集，然后这些聚集的恒星会反过来对矮星系产生引力，从而使矮星系减速。减速会逐步导致矮星系的轨道衰变，直到它最终堕入银河系的中心。

在矮星系轨道衰变的过程中，矮星系受到银河系的潮汐力作用，会留下大量的残骸，变成沿着一定轨道分布的恒星集团及星际物质。正如同鲸鱼朽沉被命名为“鲸落”，矮星系被撕扯成的“碎片带”也有一个很浪漫的名字，叫做星流。星流被认为是星系模型形成的预言现象，也是天体物理中的研究热点之一。

粉色部分为麦哲伦星流

本次观测研究不仅强化了人们对星系形成理论的认识，也引来了其他的“担忧”。因为，在2019年的一项研究中，天文学家表示银河系正在和仙女星系互相靠近，而长久以来，学界认为仙女星系要比银河系更大（近年来也有相反意见）。那么，届时被撕扯吞下的，可能就是我们的银河系了。但按天文学家推算，这场恶战尚在40亿年之后，人们完全不必杞人忧天。不过尽管如此，天文学发现却似乎在逐渐指向一个冰冷的事实：宇宙是一个在不断进化的野兽，星系间的相互残杀正在宇宙各处上演。

参考文献：

https://www.nature.com/articles/s41550-021-01493-y