星系碰撞：如此美麗 你見過嗎？

觸角星系(Antennae Galaxies)正處於「星爆」狀態，兩個碰撞星系內的氣體合并在一起，產生出巨量的新恆星。

根據基本假設，恆星誕生自一個緩慢、漸進的過程，直到最後，它的能量才爆發出來。在巨大的氣體雲中，引力會緩慢地將周圍不同方向分散的物質拉向一個中心，並使之成長得更為緊密。當雲體的質量大到足以克服氣體內部的壓力時，它的引力會突然坍塌，並將更多的物質聚集到它小小的核心上，氫轉變成氦的核聚變反應隨之開始。

觸角星系

但是天文學家已經知道，真實的故事沒有那麼簡單。雲體的自轉和磁壓，打個比方，會使得氣體無法聚集起來形成新生的恆星。這個系統中最複雜的部分可能是湍流，它會將氣體雲拉入混亂的旋渦。不過最近我們已經更好地掌握了湍流效應是如何影響這些系統的。我們對它們所知越多，事實就越清楚，湍流其實是許多恆星誕生的關鍵因素。

觸角星系

在對恆星形成過程的研究中，存在著一個長久的謎題——「星爆」：這是星系碰撞區域非常引人注目的成團恆星特徵。依據恆星形成的簡單模型，碰撞產生的湍流旋渦會干擾氣體雲中的引力坍縮，並阻止恆星的形成。但看著這些美麗的星爆照片——如上面的觸角星系——就可以知道，我們的模型中很明顯地缺少了什麼。

觸角星系碰撞過程的計算機模擬。恆星在稠密的區域產生(黃色區域，尤其是紅色區域) 。

這一直是一個謎，直到一群法國學者中了天體物理學的大樂透：他們用了一台超級計算機，花了大量時間運行了一個模擬，整個過程超過8個月。感謝這台擁有4096個CPU的SuperMUC計算機，它運算了8百萬個計算時，模擬出了觸角星系的碰撞過程，從模型中，學者們獲知了這個邊長60萬光年，解析度為3光年的宇宙立方體中發生了什麼。

模擬顯示，在碰撞的星系中並沒有出現旋渦的跡象，而是產生了一種「壓縮湍流」。它能夠擠壓星系中的氣體雲，使之密度增大到足以產生核聚變。學者們的文章已被2014年5月的皇家天文學學會月刊採納。

觸角星系

宇宙基本定律研究協會上個月還發表了另一項有待驗證的研究，認為湍流也可能會形成恆星，聽上去很高級。作者是加州理工大學的物理學家 PhilipHopkins，他專註於一種稱為「傾向性分布(preferentialconcentration)」的現象。當湍流旋渦圍繞著與旋渦本身同樣大小尺度的粒子旋轉時，粒子就會試圖跳出旋渦，並在相鄰的空間中聚集起來。(傾向性分布最近也成為了對神秘的雨滴快速形成現象的一種解釋)Hopkins猜測，湍流旋渦產生的效應，能夠在足夠小的區域內積累足夠多的物質，從而引發引力坍縮。

觸角星系

這項研究中最奇特的部分是，傾向性分布考慮的不是通常組成恆星的氫或氦，而是那些較重的元素。天體物理學家管那些不是最輕的元素都叫「金屬」，所以Hopkins給他的論文起的標題是《一些恆星是金屬的》。如果他是正確的，那麼正有一些奇怪的恆星在等著我們去發現。

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