宇宙充滿了星球，行星、恆星和黑洞不可避免的碰撞，會有什麼結果

我們所知道的宇宙已有近140億年的歷史，引力有足夠的時間將物質拉入星團，集群和坍塌衰敗的物體中。到目前為止，宇宙充滿了行星，恆星，星系，甚至更大的結構，所有這些都是在不斷擴大的宇宙的背景下結合在一起的。

但事情的發生並不總是井然有序。太空如此廣袤，我們銀河系中有數萬億個物體，在數十億年的時間尺度上移動。其中的一些系統將會有多個物體並存，它們之間的碰撞不僅僅是可能發生，而且也是不可避免的。無論何時發生碰撞或合併，它都會永遠改變留給我們的東西。這裡要講述的宇宙里到底發生了什麼的樣的故事。

當物體與行星碰撞時，它會揚起碎片並導致附近衛星的形成。這就是地球的月亮來自哪裡的原因，同樣也是火星和冥王星的衛星形成的原因。

行星和行星之間的碰撞。

在太陽系早期，可能超過8顆行星存在。木星和海王星之間可能有第五顆氣體巨星，我們的模擬實驗成功地表明它被驅逐出去了。但是在太陽系內部，我們相信有一個火星大小的世界曾經與年輕的地球相撞，產生了巨大的碎片雲，它們聚合在一起創造了我們今天的月球。巨大的影響假說已經被大量的證據所證實，包括我們從阿波羅任務帶回地球的月球樣本。

與我們今天看到的兩個衛星不同，一個行星盤的碰撞可能導致火星有了三顆衛星，不過今天只有兩顆衛星倖存。

除此之外科學家還有相當有力的證據表明，火星的衛星是後來形成的，其中第三顆更大的衛星後來由於巨大的原行星碰撞而坍塌掉落到紅色星球上。

從科學家所進行的所有模擬和積累的證據來看，在太陽系創造的早期階段，類似大小的岩石行星經常相互碰撞。當它們碰撞在一起時，它們會形成一個更大的行星，但是其中一些碎片聚集成碎片雲，在附近形成一顆大的衛星，和幾顆更小，更遠的衛星。冥王星 - 卡戎系統就是一個壯觀的例子，它有四顆另外的受到雙行星引力影響的在外部搖來擺去的衛星。

棕矮星碰撞。

想要產生一顆恆星，可是當氣體雲第一次坍塌時，卻沒有積累足夠的質量。沒關係，還有第二次機會！褐矮星如同非常巨大的氣體巨星，是木星質量的十幾倍，它經歷了足夠強的溫度和中心的壓力來啟動氘融合，而不是氫融合。它們產生自己的光，同時它們保持相對涼爽，它們並不是真正的恆星。它們的質量變動範圍約為太陽質量的1％到7.5％，它們是宇宙中失敗的恆星。

但是如果是二進位棕矮星或者在不同系統中的兩顆棕矮星星偶然發生碰撞，那麼所有這些都可以瞬間改變。這些是組成Luhman 16恆星系統的兩顆褐矮星，它們最終可能合併在一起形成一顆恆星。

兩顆恆星碰撞。

恆星質量各不相同，較低質量的恆星顯地更紅，更冷，燃燒的更慢，而質量更高的恆星更藍，更熱，並且壽命更短。當我們觀察恆星團時，我們可以通過觀察剩下的最高質量恆星來了解它們的年齡，因為最大的恆星死得最快。

然而當我們觀察一些最古老的恆星星團時，我們發現一群恆星比它們本來應該顯現的更藍更熱。它們根本無法與周圍的其他恆星相匹配。然而，這些藍離散星是真實的，它們有一個很棒的解釋：恆星碰撞。

球狀星團Terzan 5，是和銀河系過去有關的獨特鏈接。在球狀星團中可以發現令人難以置信的老年恆星，他們是恆星形成時首個「爆發」的遺迹。然而偶爾出現的藍星告訴我們故事還有更多。

當較老的恆星或甚至恆星殘餘物合併在一起時，藍離散星形成，在最後的恆星燃燒殆盡後，同樣的過程可以再次為宇宙帶來光明，雖然是短暫的。

藍離散星在球狀星團的密集環境中很常見，即使在所有像太陽一樣巨大的恆星消失之後很久，藍離散性仍然可以僅僅通過引力合併來創造新的恆星。

白矮星之間的碰撞。

正常的主序星會燃燒完它的所有燃料，然後結束生命。作為一個遺迹，它的核心變成了一顆白矮星，這也是我們太陽的未來命運。然後在星際空間的深處漂浮著，它將可能與另一顆白矮星相撞。

多信使天文學的終極事件是兩顆白矮星的合併，它們足夠接近地球，以至於可以同時探測中微子，光和引力波。這些物體已知會產生Ia型超新星。白矮星碰撞導致Ia型超新星，這也是大災難開始發生最常見的方式。當這樣的事件發生時，恆星經歷一次失控的聚變反應，發出巨大的光和能量，徹底摧毀誘發巨大事件的白矮星。這是一種碰撞對象自身完全被破壞的碰撞類型。

上圖是兩個合併的中子星的藝術插圖。二元中子星系統也會產生和合併，但距離我們最近的軌道二元中子星將在近1億年後才會合併。

中子星碰撞。

想比產生白矮星的恆星質量，中子星產生於質量更大的恆星，中子星常常存在於多星系統中。最近科學家在觀察到二元系統中兩顆中子星的旋進和合併，也被稱為kilonova事件。當發生這種情況時，會釋放出大量的能量，並且大量的質量被噴射出來。這個2017觀測到的關鍵事件也是首次用引力波和電磁輻射兩種方式觀測到同一個目標。

如果兩顆中子星合併在一起形成一顆星，它們可以：成為更大質量的中子星（如果它們的總量小於2.5個太陽質量）；或者成為一顆旋轉的中子星然後坍縮成黑洞（如果總量低於2.75個太陽質量）；或者直接坍縮成黑洞（如果總質量超過2.75個太陽質量）。

上圖是兩個黑洞合併的藝術插圖。在某些星系的中心，可能存在超大質量的二元黑洞，產生的信號遠比圖中所示的強。

黑洞碰撞。

一個黑洞和一個黑洞合併，你會得到一個更大的黑洞。但有一個問題：最高會有約5％的質量會丟失！我們見過的第一個合併黑洞對是36個太陽質量的黑洞與29個太陽質量黑洞合併。但它創造了的黑洞最終質量僅為62個太陽質量！總共有3個太陽質量的物質丟失了。

位於美國華盛頓州的LIGO Hanford探測引力波天文台

它去了哪裡？它以重力輻射的形式發散，這也就是LIGO天文台從超過十億光年遠的地方觀測到的引力波。僅僅持續不到一秒鐘的短暫時間，兩個合併的黑洞可以釋放的能量比可觀察的宇宙中所有恆星組合的能量都多。

總而言之，宇宙中預計還會發生其他類型碰撞，例如黑洞 - 中子星，中子星 - 白矮星，中子星 - 正常星，甚至是黑洞 - 正常星。像活躍星系或微類星體這樣的物體可能是由吞噬恆星或氣體雲的黑洞引發的。宇宙是一個非常大的地方，但它遠非空洞。特別是在星系和恆星/球狀星團內，行星，恆星和恆星殘骸的密度是巨大的，這些碰撞是不可避免的。無論碰撞結果是怎麼樣的，我們都要找到答案！

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