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●●●星系碰撞與星際煙花●●●



△△△編者前言


　　在漆黑的夜空，晚風輕拂，仰望繁星，是何等的寧靜。舉目所見，每一
小點也許是銀河系裡的恆星、星雲或者星團。在星海茫茫中，尋尋覓覓，可
供棲身之所莫非祇有銀河系中一個細小的行星嗎？在銀河系裡，恆星之數，
多如牛毛。遠銀河系而去，一如我們所身處的銀河系也多不勝數，每個星系
也許相距若干百萬光年，大家似是互不相干，互不干預。也許每個星系也應
該是寧寧靜靜的，也許沒有人想到星系間雖有萬里之遙，也會發生相撞，也
許有人對於星系間會否發生碰撞這個問題抱有很大很大的疑問，而事實上，
天文學家為了這個問題已經爭辯了近六十載。
　　近年來，越來越多證據證明星系發生相撞並非罕見，尤其在宇宙的早期
，大約有三分之一的星系是相撞星系。同時，也有初步證據證明橢圓星系是
由旋渦星系發生相撞而演化出來的。在整個發現過程中，以至搜集種種證據
的期間，一些年青的藍色星團就是「關鍵人物」。
　　當然，要在短短若干年間證明一樣陳年舊事並不易為，但是，天文學家
仍會鍥而不舍地找尋證據的。



△△△哈勃觀測了碰撞星系


　　哈勃太空望遠鏡於一對相撞星系的中心，發現了為數超逾一千個光亮而
年青的星團，爆發出生命中短暫、猛烈而耀目的「煙花匯演」。
　　馬利蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科學院的布雷德．惠特摩爾表示，這類
年青星團的數量令人驚訝。現今的發現將會協助天文學家瞭解碰撞星系的演
化，從而解答天文學上的一個基本問題：為甚麼有些星系是旋渦狀，有些卻
是橢圓形？
　　哥倫比亞特區華盛頓卡內基研究院的弗朗科斯．舒韋沙補充，這些壯觀
的圖像幫助他們瞭解球狀星團如何在太空中的巨大氫雲中形成。因為這相撞
星系是最接近及最年青，所以它是研究恆星及星團形成的優良實驗室。



△△△令人驚異的信息


　　透過探測觸角星系（Ａｎｔｅｎｎａｅ　ｇａｌａｘｉｅｓ，由於有一
對由光亮物質形成的長尾，很像昆蟲的觸角）及一些鄰近星系級的碰撞，哈
勃提供了一些令人詫異的信息。
１．雖然球狀星團曾一度認為是星系中最早期恆星的遺物，然而，這並不是
必然的，但是，它們仍然可以提供更多最近期的碰撞記錄。
２．星團的「種子」似是被稱為巨型分子雲ＧＭＣ的巨大冷凍氫雲塊。當碰
撞發生時，氫分子雲受到周圍熾熱氣體擠壓，並在引力作用下坍縮──正如
一串爆竹被撞擊而燃點起來──積存著的氣體點著了恆星的誕生火花。
３．碰撞產生了星團，而它們的年齡也提供了碰撞年代的線索。現在的觀測
算是一項空前的機會，使天文學家可以一步步的瞭解整個碰撞過程的複雜程
序，甚至是對旋渦星系演化至橢圓星系有進一步的瞭解。
　　早期的哈勃圖像顯示出差不多三分之一的極遙遠星系呈現為互擾星系（
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ），也就是說在宇宙早期歷史中，大約有三分之一
的星系為互擾星系，一如觸角星系般。尤其在ＨＤＦ（哈勃深空天體或哈勃
深空視場，Ｈｕｂｂｌｅ　Ｄｅｅｐ　Ｆｉｅｌｄ）中，天文學家發現了過
多的奇特形狀、外形渾沌的星系。在早期宇宙中，它們也許算是星系碰撞的
直接觀測證據。與其說碰撞是異常，倒不如說碰撞是一條規律。
　　由於這些遙遠的星系相撞點也實在太過暗淡了，兼且太過細小，天文學
家確實難於仔細研究。天文學家表示，在現今的宇宙，星系發生碰撞已算是
罕有，但是他們幸運地得到了一個鄰近的例子──觸角星系──可供研究。
惠特摩爾稱：「觸角星系圖像的精細程度簡直是令人驚慄！它代表了夢想成
真，也代表了惡夢的開始──當你要分析這樣大量資料時。」
　　哈勃圖像除了為過去的遠古時代提供一框恆星及星系的形成視窗外，它
也可能預知地球所身處的本星系──銀河系將來的命數──在若干十億年後
，它一是與仙女座大星系迎頭互撼，一是從旁擦身而過。
　　哈勃的高解像度及高敏感度已經使這個小組在這星系碰撞樣辦──觸角
星系裡發現了超過一千個罕見地明亮的年青星團，有時也稱它們為超星團。
利用地面望遠鏡，最多祇能夠看到其中最光亮的星團，甚至在這些個案中，
根本不能看到星團的蹤影。這些星團確是相當緊密，與一般的正常星團差不
多大小。
　　在觀測星系碰撞中，小組發現一些年青星團，它們十分光亮，在碰撞的
發展過程中呈藍色，可是在較為年老的合併遺跡中，它們卻演變為較為較暗
淡、較紅。這項發現也使天文學家可以將哈勃所見的星系碰撞圖像以年代排
序。



△△△觸角星系（附圖一Ａ）


　　附圖為兩個星系碰撞的中央，清晰地看到一場壯觀的「煙花表演」──
迎頭碰撞引致年青星團爆發出生命的火花，哈勃揭露了一千多個這類星團。
左圖──地面望遠鏡中的觸角星系ＮＧＣ４０３８／４０３９。它們距離我
們六千三百萬光年，位於烏鴉座。
右圖──兩個星系的核心如橙色泡泡，被纖維狀、黑暗的塵埃帶分開──被
稱為重疊區域的一條廣闊而渾沌的區域。呈螺旋狀分布的藍星團顯示了星系
相撞所觸發的結果──猛烈的恆星誕生。
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Credits: Brad Whitmore (STScI), and NASA



△△△觸角星系的近鏡（附圖一Ｂ）


觸角星系的近鏡（附圖一Ｂ）
　　附圖為四張近鏡圖像，在每張小圖的上方有一代表橫跨度一千五百光年
的刻度。
左圖──光亮的星團，最光亮部分大約蘊藏了一百萬顆恆星。因為它們十分
年青，所以呈藍色，最年青的祇有幾百萬年。以天文尺度而言，這幾百萬年
祇是一瞬間而已。
右圖──星系的核心。下圖為ＮＧＣ４０３８，它被塵埃阻隔，藍光被塵埃
散射，所以呈現較暗較紅。同時，在塵埃堆中的年青星團呈紅色也是這個原
因。
　　以上圖像由四張攝於九六年一月二十日的ＷＦＰＣ２圖所合成，解像度
為每像素十五光年。
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Credits: Brad Whitmore (STScI), and NASA



△△△銀河系的天劫──與仙女座大星相撞


　　現時，銀河系與仙女座大星以時速三十萬哩互相接近，但是仍然未知是
否發生迎頭相撞或是擦身而過。天文學家正利用強力的新望遠鏡以精確測量
仙女座大星系的切向運動。
　　兩個龐大星系的正面相撞可引致一次巨大融合，屆時，銀河系也不復往
日我們熟悉樣貌──旋轉的風車般，而是演化為巨大的橢圓星系。
　　現在距離這段日子不會短於五十億年，那時候，太陽已經油盡燈枯，地
球也成為一個寒冷、無生命的渣滓。如果那時候，在眾多恆星中，仍然有人
類的殖民遺裔在目睹這次星系大碰撞，也根本無從想像，更甭說地外文明了
。
　　因為整個相撞過程要花上數十億年，所以對於任何一種文明──類似我
們的文明，也難於完全瞭解這相撞的巨大尺度──包括時間及空間。
　　然而，透過研究其他星系的碰撞，並且利用電腦模擬，天文學家可以獲
得相撞過程中的每一環節，從而預知銀河系的相撞景像。



△△△銀河系命中註定與仙女座大星相撞（附圖一Ｃ）


　　假使銀河系與仙女座大星系發生相撞，以下便是一連串的景像。
１．在北半球的秋夜，遙望天際，仙女座大星系如一個發著亮光，模模糊糊
的紡錘。它距離我們二百二十萬光年，或者粗略地計算也有銀河系直徑的二
十倍之遙。隨著兩個星系的互相逼近，它愈來愈大，尤如一柄怪異的發亮寶
劍。
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２．當兩個星系到達一定距離時，大塊大群的、冷凍的巨型分子雲（空間尺
度由數十至數百光年）被壓縮。這個景像尤如按著了一連串的聖誕燈飾，一
團團的暗黑雲塊轉化為百萬顆「活生生」的恆星。大部分恆星都是光亮的藍
星團，其中很多星團的光度比原已存在於星系中的星團還要亮一百倍。
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３．在引力作用下，兩個星系的星系盤（由大量塵埃雲及恆星組成）開始分
裂，在若干億年間，物質似是一條一條的撕下來。當仙女座大星系在銀河系
引力場下，軌道改變（利用重力場而改變軌道的借力式飛行，在航天科學中
，太空船的飛行也會借用），天空中變得愈來愈混亂、混雜，整個空間充塞
著斑駁的塵埃、氣體和光亮的年青恆星及星團。隨之也產生了不少恆星，而
巨大的恆星數量也戲劇性的增加起來。然而，這些恆星開始以超新星實行自
我毀滅，如一串爆竹般引爆自己。
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４．在軌道改變後，仙女座大星系在差不多直插入銀河系核心前，可能要花
上一億年以完成一次慢慢的、優美的、典雅的掉頭。與此同時，顯著的恆星
誕生持續，而超新星所爆發出的星風吹走大部分仍然存在的氣體及塵埃。不
久之後，兩個星系中的新舊恆星混在一起，形成了一個單個的橢圓星系。
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５．透過一個被稱為「極度張弛（ｖｉｏｌｅｎｔ　ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ
）」的動力過程，恆星在新家園中安定下來，任何可以暗示銀河系或者仙女
座大星系是旋渦星系的線索也煙消雲散，掛在天空中銀白色的銀漢也不復存
在。在遠遠的將來，也許有天文學家在仰望著星羅棋布的星夜，或在往新橢
圓星系核心深處望去之際，他們對於曾經一度存在於仙女座大星系及銀河系
的文明也顯得茫無頭絮。
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Credits: Artwork by James Gitlin (ST ScI)



△△△巨大的分子雲──恆星孕育場


　　在星系的星際空間中，除了散落著零星的氫原子外，整個空間差不多都
是真空的。這些氫原子的疏落程度，相當於分隔了四億六千五百萬哩（或相
當於太陽及木星間的距離）的人。
　　因為這些原子受到恆星的紫外輻射加熱，所以溫度極高，運動速度也十
分高。最後，它們也難於結合成為分子，可是這個景像卻不可能長久維持，
祇要熱輻射不能把分子分解，它們便有機會互相接觸。
　　在地處邊陲的太空中，祇有小量原子，但卻容易受熱輻射的影響。這些
空間往往容納了星系形成後遺留下來的濃厚的塵埃及氣體雲。由於這兒的溫
度比其他大部分空間為低，自然也成為完美的恆星孕育場。祇要這裡的空間
密度比其他星際空間的高出一千倍，有部分原子會結合成分子，而這氣體雲
也成為分子雲了。正如我們天空中的浮雲，它們蓬鬆而臃腫。
　　在銀河系中，分子雲的橫跨度由少於一光年至三百光年不等，所包含的
氣體足以形成十個以至一千萬個太陽般的恆星。如果分子雲的質量大於十萬
個太陽質量，我們稱之為巨型分子雲（Ｇｉａｎｔ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　
Ｃｌｏｕｄｓ，ＧＭＣ）。
　　一個完全成長的典型旋渦星系，大約蘊藏了一千至二千個巨大分子雲及
很多更細小的分子雲。大約在二十五年前，銀河系的分子雲首次被射電望遠
鏡所發現。由於這些分子雲不會放射出可見光，但是卻放射射電波，所以射
電望遠鏡可以被利用作為探索分子氣體及研究其物理特性。
　　因為大部分氣體並不受到恆星的紫外射線所侵襲，所以它們溫度低至華
氏負四百四十度。在一個較冷的空間中，氣體較為密集，同時使它們較易受
引力影響而塌縮，最終也形成新的恆星。
　　使人啼笑皆非的，同一環境既有助於恆星的形成，卻又可以切斷恆星的
誕生過程──關鍵就在於熱力了。年青的恆星溫度很高，可以把分子氣體加
熱至華氏一千度以上，這是不適合於恆星誕生的環境。當溫度提升至華氏三
千度以上，氣體的分子更被分解為原子。
　　在接近巨大分子雲的中央，氣體密度會顯著的提高，密度可以高達每立
方吋有十億顆分子（地球上海平面的空氣密度比它還要高一千億倍）。於這
些高密度空間，仍然有一些較密的氣塊可以形成新恆星。到目前，天文學家
還未完全瞭解這些恆星形成過程，但是透過觀測，已有證據顯示大部分的恆
星都是誕生於分子雲中最高密度的空間。
　　巨大分子雲形成恆星時所發生的事情很受環境所支配，在銀河系或現時
我們所見到的旋渦星系的正常條件下，祇要有小量恆星形成，恆星誕生就會
隨之而停止下來。其中最熱的部分把周圍的分子氣體加熱，分解分子，並把
它們驅散，埋在深處的年青恆星顯露了出來，分子雲及它的孕育能力也不復
存在。兩年前，哈勃在鷹星雲就發現過這現像。
　　在星系相撞中，巨大分子雲可能有不同的命運。當發生相撞，星際氣體
受到「踐踏」及恆星加速形成之際，該ＧＭＣ周圍的氣壓會被提升一百至一
千倍。從計算中表明，受影響區周圍的熾熱氣體可能透過震波而觸發起整個
ＧＭＣ急速地形成恆星。要把ＧＭＣ內的冷凍分子氣體加熱及把熱量擴散之
前，新形成的數以百萬計的恆星已用光了大部分氣體，結果差不多完全把Ｇ
ＭＣ轉化為富星團（ｒｉｃｈ　ｓｔａｒ　ｃｌｕｓｔｅｒｓ），每一星團
會有一百萬顆恆星。哈勃的觀測也暗示了很多新生的星團仍受到它們本身的
引力牽引而演化為球狀星團（如銀河系銀暈裡的球狀星團）。



△△△動盪的星系歷史？


　　數十年來，很多天文學家都相信宇宙是有秩序的、井然的、有屬性的。
星系的基本模式是：在大系統中，有恆星及行星寄存。這些大系統有兩類，
分別是橢圓形及旋渦狀，它們自大爆炸後被明顯地分隔開若干百萬光年，自
成一角，成為宇宙間的島嶼──「宇宙島」。星系發生碰撞嘛，簡直是匪夷
所思，是不正常的現像。
　　然而，有一些天文學家卻持有不同的宇宙觀，他們深信宇宙是動盪的，
宇宙充滿著碰撞、吞噬、兼併。他們認為在宇宙的早期，星系可能不是由「
太公分豬肉」式而來，反之，宇宙是動盪的，其中橢圓星系就有可能是由旋
渦星系相撞而來的。



△△△原始的計算機模型


　　天文學家為星系相撞在星系演化中所扮演的角色而爭論了數十載。直至
四十年代，即著名美國天文學家埃德溫．哈勃界定了星系形狀之後的幾年，
瑞典天文學家埃里克．福爾伯格對如果兩個星系發生接觸所發生的事件感到
懷疑，於是他製造了模擬計算機，用了大約二百個燈泡以模擬星系接觸。
　　基於這個原始計算機的模擬，福爾伯格斷定有星系可能真的相撞，隨之
引致星系發生漲落或變形，剝削了星系的能量，使星系慢了下來，最後融合
成為單一個星系。同時，這次模擬也預示了研究星系相互干擾中，計算機所
佔有重要地位。



△△△拍下不可思議的影像


　　天文界大多對福爾伯格的研究並不在意，然而，冷落也不能制止天文學
家找尋這些不可思議的星系。五十年代，加州科技學院的瑞士天體物理學家
弗里特斯．茲威基首先系統化地拍攝這些有相互干擾的星系，他發現這些星
系拖著了類似福爾伯格的計算機模擬中所發現的尾巴，於是茲威基斷定這是
源自於引力作用，並猜測星系尾中一定是由恆星所組成。
　　可是，大部分的天文學家還對星系相撞不甚理會，他們認為能夠給星系
接觸的機會不大。他們不明白星系如恆星般在雙重，或者多重系統中運行，
最終產生了一個密集的環境，而星系相撞就很可能在此發生。有些天文學家
則認為那些星系尾是巨大爆發後的遺跡。



△△△是特異還是勻稱？


　　很多天文學家都相信，大部分的星系都是有條理的、對稱的。天文學家
艾倫．桑德奇於一九六一年出版的「哈勃星系圖」（Ｔｈｅ　Ｈｕｂｂｌｅ
　Ａｔｌａｓ　ｏｆ　Ｇａｌａｘｉｅｓ）中，重點描述了那些星系。同時
，他也認為橢圓星系的出現是早於旋渦星系。
　　然而，天文學家海耳頓．亞皮則相信另一狀態的宇宙──充滿著動盪的
宇宙。於一九六六年，他出版「特異星系圖」（Ａｔｌａｓ　ｏｆ　
Ｐｅｃｕｌｉａｒ　Ｇａｌａｘｉｅｓ），內有三百三十八個特別的系統。
他相信它們是相撞星系多於是古怪星系，並且首次提出這類星系會於爆發中
形成恆星。



△△△更快的計算機相等於更好的模型


　　至六十年代後期，科學家在計算機技術方面得到了重大的進步，結果使
星系相撞的研究獲得了支援。更快速、更強大的計算機表示更高檔、更精細
的模擬，也表示能夠為天文學家提供更詳盡的相撞細節。
　　不久之後，多位天文學家均利用計算機模擬，以研究星系相撞，並在他
們的論文中發表，其中以一九七二年湯雷兄弟（艾亞及朱里）的理論最為出
眾。他們不是單單利用計算機運算一對普通的互擾星系及觀測其結果，而且
更選擇了四個著名的相撞星系，包括了Ｍ５１及觸角星系，他們企圖知道計
算機的結果與觀測證據是否吻合。他們的模型表明星系相撞引致了強大的引
力作用，產生了由塵埃及恆星組成的橋梁及尾巴，在亞皮的星系圖中有很多
這類例證。
　　星系相撞後，他們漸漸的慢下來，漸漸的拉近，最後互相融合起來，連
成一體，這個融合星系的後代恆星堆疊起來，似是一個橢圓形的星系。在過
往的日子裡，宇宙還是年青的時代，空間密度較為高，那時候一定有更多星
系在合併。在一九七七年的艾亞．湯雷經典論文中指出，在現時所有星系中
，大約有百分之十的是合併後的遺跡，差不多相當於宇宙間橢圓星系的比率
。
　　對於星系相互干擾時所擾動的碎塊可以為黑洞提供燃料，從而發動類星
系這個論點，湯雷兄弟也是首批提出的科學家之一。他們描述為「為火爐加
燃料」或是「給怪物進食」，與現時我們所知，黑洞與類星體不能分開的關
係相吻合。



△△△一個使人窘困的問題


　　雖然天文學家不斷挑戰湯雷兄弟的論點，同時他們卻依然慎重地展開相
撞星系的研究。但是，他們仍然存在著反對論點，其中是：為甚麼旋渦星系
充滿著氣體，但卻是相對地甚少球狀星團（大約由十萬個恆星密集地組成）
；反過來說，橢圓星系則祇有很少量的氣體，但卻擁有很多球狀星團。一個
旋渦星系，例如銀河系有一百五十個球狀星團，而同等光度的橢圓星系卻有
六百個。那麼，如何從兩個旋渦星系合併成為一個橢圓星系呢？這似乎是一
條二加二等於八的問題。
　　這些持反對意見的天文學家其實沒有考慮到氣體在融合過程中的所扮演
的重要角色。大部分星系合併也牽涉到氣體壓縮，從而觸發起恆星的誕生，
而恆星的突發性誕生也許會產生新的球狀星團。



△△△年青恆星的突然湧現


　　天文學家希望新的紅外衛星能夠提供線索，結果，他們沒有失望，於一
九八三年發射的那顆紅外天文衛星ＩＲＡＳ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ　
Ａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）展開了太空的紅外研究
。研究結果揭示了大部分發光的紅外星系都是相撞星系，它們被圍繞著突然
湧現的年青恆星的塵埃照亮。茲威基及亞皮曾提出在互擾星系中，泛濫著異
常蓬勃的恆星形成過程，這些紅外影像便成為有力佐證。
　　當兩個星系發生相撞時，它們的星際氣體被擠壓而成厚厚的氣體星雲，
雲塊甚至在強大的引力作用下坍縮，形成新恆星。結果，新恆星差不多耗盡
所有星際氣體，並在超新星爆發中拋射了剩餘的氣體，最後餘下一個缺乏氣
體的星系，類似橢圓星系的情況。



△△△年青的藍星團


　　有部分天文學家相信，這些猛烈的恆星誕生過程很可能會形成球狀星團
，它們會以藍色熱星姿態出現。可是，有些天文學家則持反對意見，他們認
為那裡有足夠證據證明這些藍星團的存在。他們反駁說，就以銀河系為例，
球狀星團都是年老的星團。華盛頓卡內基研究院的弗朗科斯．舒韋沙對此並
不同意。舒韋沙曾與艾亞．湯雷合作，共同測量了幾個互擾星系。在一九八
二年，舒韋沙利用地面望遠鏡研究了互擾星系ＮＧＣ７２５２──ｔｈｅ　
Ａｔｏｍｓ　ｆｏｒ　Ｐｅａｃｅ　ｇａｌａｘｙ，於星系核心附近，他發
現了六個藍色小光點，並認為這是星系融合時所產生的年青星團。其他天文
學家，例如太空望遠鏡科學院的基思．阿士曼及約翰斯．霍普金斯大學的史
提夫．薛夫，與舒韋沙都認為從旋渦星系相撞而形成年青球狀星團也許能夠
解釋到何以橢圓星系蘊藏著很多球狀星團。



△△△哈勃觀測確認星系合併帶來生機


　　很可惜，地面望遠鏡的分解能力不足以完全確定這些星團的身份，致舒
韋沙及其他天文學家未能提供有力的、實在的證據以證明互擾星系中存在著
新星團。直至動用掛在高高的地球上空、位於大氣層以外的哈勃太空望遠鏡
時，才揭開這些球狀星團的真面目。例如在地面望遠鏡的眼中，觸角星系裡
一塊巨大恆星形成區祇是一塊而已，可是在哈勃的銳利目光下，它卻是十至
十二個星團，每一個的大小也如一般球狀星團。
　　在一九九二年，哈勃往ＮＧＣ１２７５核心看去，就算它還未做好視力
矯正手術，仍然可以看到大量年青星團。洛厄爾天文台的喬恩．霍爾特斯曼
形容為五十個年齡少於幾億年的年青星團，並斷定它們是合併星系的恆星苗
床。
　　於一九九三年，一個天文學家小組（由太空望遠鏡科學院的布雷德．惠
特摩爾領導，成員也包括了卡內基研究院的弗朗科斯．舒韋沙）於ＮＧＣ７
２５２中心附近，利用ＨＳＴ確認了四十個年齡介乎於五千萬至五億年的年
青星團，為證明合併星系產生新星團提供了肯定性的證據。



△△△不再是古怪奇異的星系


　　自此，惠特摩爾及舒韋沙，與及他們的「並肩作戰」的研究員（卡內基
研究院的布賴恩．米勒，太空望遠鏡科學院的米高．福爾及克勞斯．利西勒
）繼續探測相撞星系，而第二代的廣角行星攝影機（ＷＦＰＣ２）連同已矯
正視力的ＨＳＴ使天文學家可以更深入地窺看相撞星系的中心，其深度比以
前的還要深入十倍，以ＮＧＣ７２５２為例，九三年祇可以看到四十個星團
，而最近的觀測卻可看到超過五百個。
　　惠特摩爾相信，根據測量年青球狀星團的顏色及光度，他也可以斷定發
生相撞的年代了。很多天文學家也認同在瞭解星系演化的過程中，這些星團
可能佔有著舉足輕重的角色。



△△△由古怪的星系到星系板塊


　　數十年間，在研究星系演化的過程中，星系碰撞的角色發生了戲劇性的
變化，由原本的古怪星系搖身一變而成為星系板塊──由旋渦星系鑲嵌成為
橢圓星系。



△△△以年青星團確定星系年代


　　美國人的平均壽命大約為七十五歲，但是這短短的四分之一世紀，對於
數十億年進化的時間尺度而言，祇算是一瞬間而已。所以，科學家所面對的
艱鉅任務就是要建立起整個清晰的、比人類壽命還要長很多的進化歷程。
　　就以考古學為例，最經典的問題是在搜尋人猿與人類間的「過渡生物」
；同樣，要搜尋橢圓星系及碰撞的旋渦星系間的「過渡星系」也成為了河外
天文學其中一個基本問題。
　　因為天文學家沒有可能看著一個單獨星系的整個演化過程，於是他們祇
有信賴一系列的星系圖片了。可是他們卻遇上了一個問題──圖片的排列次
序。現在，最重要的需要一種可以正確地排列圖片次序的工具，以便天文學
家可以研究它們的演化。
　　工具就是在合併星系中形成的年青星團了。因為星團中形成的恆都極度
高溫、極度光亮，所以星團都呈現得十分光亮及藍色（藍色就表示高溫）。
　　在這個階段，星團的光度可能比年紀老時的光亮一百倍以上。大約在一
千萬年後，那些超光亮的藍色恆星漸漸的熄滅，燦爛的星光也漸漸的暗淡下
來，星團也變得紅起來。天文學家便可以利用這些星團的暗淡及變紅的程度
去推算它們的年齡。
　　現在，哈勃太空望遠鏡搜集了多種不同「品種」的合併遺跡，包括了正
在融合的兩個旋渦星系（觸角星系，ＮＧＣ４０３８／４０３９，大約五千
萬年）、新近的合併遺跡（它們既有兩者合併前的特徵，又有橢圓星系的特
徵，如ＮＧＣ７２５２及ＮＧＣ３９２１，兩者均大約為五億年）、年青的
橢圓星系（如ＮＧＣ３６１０，祇餘下暗淡的環狀結構及層次而能夠辨別它
們的合併歷史）。
　　科學家希望可以利用哈勃所搜集的資料以斷定各個星系間的演化次序，
而事實上，哈勃的星系圖像已為橢圓星系由兩個旋渦星系合併而成的假設提
供了證據。
　　現時，哈勃所觀測到的樣辦算是比較少，而利用星團顏色以斷定合併遺
跡的年齡也似乎奏效。然而，天文學家在確認橢圓星系是來自兩個旋渦星系
的合併前還要做更多觀測，找更多樣辦。
Credits: Brad Whitmore (STScI), and NASA



△△△不同階段的互擾星系（附圖一Ｄ）


Pictures
Credits: Brad Whitmore (STScI), and NASA



△△△與相撞星系有關的附加圖片（附圖一Ｅ至一Ｐ）


附圖一Ｅ：Ｍ３１仙女座大星系中的一個年老的球狀星團
Pictures
Credit: Michael Rich, Kenneth Mighell,
and James D. Neill (Columbia University),
Wendy Freedman (OCIW) and NASA

附圖一Ｆ：巨大分子雲鷹星雲ＨＳＴ圖像
天文學相信年青的球狀星團是來自巨大分子雲ＧＭＣ──大塊的氫分子雲，
而完全成長的旋渦星系，典型的星系──如銀河系，它擁有一千至二千個Ｇ
ＭＣ，鷹星雲便是其中一個。由於祇能透過射電觀測氫分子氣體，所以在可
見光圖上圈出了不可視的氫氣位置。在ＧＭＣ的形成恆星過程往往極度地受
制於環境，不同環境就有不同的過程，例如在銀河系裡，恆星慢慢形成，隨
後把ＧＭＣ瓦解，並把氣體分子向周圍擴散；而在星系合併過程中，ＧＭＣ
被壓縮而觸發起急劇的恆星形成過程，由於過分急劇的過程，所以在很短促
的時間內已差不多把所有氣體耗盡，根本沒有足夠時間給恆星把ＧＭＣ瓦解
，最後便使ＧＭＣ轉化為富星團，並演化為球狀星團。
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Credit: Radio contour - Leo Blitz (UCB),
image - Jeff Hester & Paul Scowen (ASU)

附圖一Ｇ：ＮＧＣ５４２６／５４２７
Credit: Vera Rubin (CIW/DTM)
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附圖一Ｈ：ＮＧＣ３６１０
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Credit: Francois Schweizer (CIW/DTM)

附圖一Ｉ：Ｍ８７
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Credit: Digitized Sky Survey (AURA, Inc.)

附圖一Ｊ：ＮＧＣ４０３８／４０３９
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Credit: Francois Schweizer (CIW/DTM)

附圖一Ｋ：ＮＧＣ４０３８／４０３９的ＨＳＴ／ＷＦＰＣ２圖像
本圖也包括了來自氫氣的紅光。
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Credit: B. Whitmore (ST ScI)

附圖一Ｌ：ＮＧＣ７２５２
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Credit: Francois Schweizer (CIW/DTM)

附圖一Ｍ：ＮＧＣ７２５２的ＨＳＴ／ＷＦＰＣ２圖像
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Credit: B. Whitmore (ST ScI)

附圖一Ｎ：ＮＧＣ７２５２中心區的ＨＳＴ圖像
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Credit: B. Whitmore (ST ScI)

附圖一Ｏ：ＮＧＣ３９２１的ＨＳＴ／ＷＦＰＣ２圖像
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Credit: B. Whitmore (ST ScI)

附圖一Ｐ：ＮＧＣ３９２１中心區的ＨＳＴ圖像
在ＮＧＣ３９２１中，天文學家發現超過一百個新的年青星團，而更有理由
相信它們都是在旋渦星系融合時的ＧＭＣ所形成。第一，這兒三個星系（Ｎ
ＧＣ４０３８／４０３９，ＮＧＣ７２５２及ＮＧＣ３９２１）的年青星團
都是有同一特徵──數量十倍於比它們暗淡三倍、及一百倍於比它們暗淡十
倍的星團；星團的分布也與鄰近星系的ＧＭＣ分布相差不遠，每有一個十分
大的ＧＭＣ就有十個祇及三分之一質量的ＧＭＣ，和一百個祇及十分之一質
量的ＧＭＣ；同時，ＧＭＣ質量也達到十萬倍至一千萬倍太陽質量，即差不
多是球狀星團的質量範圍。第二，在觀測兩個更成熟的合併星系時，發現新
生星團中的恆星分布也有是相同。
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Credit: B. Whitmore (ST ScI)




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