星系吞食是一种天体物理过程,指大型星系在引力作用下吸引并吸收较小星系的现象。这一现象促进了巨型星系的成长以及延伸星晕的形成。
引力潮汐力会使较小的星系发生形变和拉伸,导致其恒星和气体逐渐流失。动能被耗散,物质逐步融入主导星系,形成恒星流和物质流。
ΛCDM模型预测的这种宇宙层级机制,解释了今天观测到的大质量星系如何通过与卫星星系逐次合并形成并演化。我们所在的银河系完美诠释了这一过程——在其历史长河中已吞噬了多个矮星系。
卫星星系的吸积通过几种机制发生。首先,潮汐剥离会从卫星星系中剥离恒星和暗物质,形成恒星流和晕。接着,动力学摩擦使卫星星系减速,导致其螺旋式地向主星系中心移动。最后,当卫星星系被瓦解,其组成部分被宿主星系吸收时,就完成了完全同化。
注:潮汐剥离是一种天体物理过程,其中卫星星系中的恒星和气体被更庞大的主星系施加的引力潮汐力剥离。这些力会拉伸卫星星系,形成可在主星系周围观测到的恒星流或物质流。这一机制有助于形成延展的恒星晕,并推动星系的形态演化。
这一过程改变了宿主星系的形态、密度分布和化学成分。对大型椭圆星系的观测常显示过去合并的痕迹,如环状结构、弧状结构以及弥散物质流。
| 银河系 | 互动类型 | 时间尺度 | 观测证据 | 相对质量 |
|---|---|---|---|---|
| 银河系 - 人马座矮星系 | 持续的吸积作用 | 20-40亿年 | 潮汐流,恒星超密度 | 1:100 |
| 银河系 - 大犬座矮星系 | 近期增生 | 10-20亿年 | M巨星超密度 | 1:300 |
| 银河系 - 土卫二星系(盖亚-土卫二) | 过去的主要合并 | 80-100亿年 | 晕族中独特的恒星群体 | 1:4 |
| 仙女座星系(M31)- M32 | 高级吸收 | 过去的合并 | 动力学扰动,厚盘 | 1:50 |
| 仙女座星系 - 三角座星系(M33) | 未来互动 | 预计在20亿至40亿年后发生碰撞 | M33外臂的形变 | 1:10 |
| 草帽星系 (M104) | 重大合并 | 10-20亿年 | 扩展晕、恒星壳层 | 1:3(合并) |
| 室女座星系团——椭圆星系 | 集群同类相食 | 持续进行中 | 多核星系,潮汐流 | 变量 |
| NGC 4676(老鼠星系) | 持续碰撞 | 1.5亿至2亿年 | 延伸的潮汐尾 | 1:1 |
| 触角星系(NGC 4038/4039) | 高级合并 | 1-2亿年 | 双尾,星爆 | 1:1.3 |
| NGC 520 | 中级合并 | 3亿年 | 受扰动的盘状结构,物质桥 | 1:1.5 |
| NGC 3256 | 星爆星系合并 | 4亿年 | 潮汐尾,双核 | 1:1 |
| NGC 1275(英仙座星系) | 多个星系之间的活跃吞噬现象 | 持续进行中 | 丝状系统,多核结构 | 1:10 到 1:100 |
| 雪茄星系(M82) | 与M81的相互作用 | 1亿年 | Starburst, HI 发射 | 1:2 |
| NGC 7727 | 高级合并 | 10亿年 | 多重壳层、恒星流 | 1:2 |
| ESO 593-8(小叮当三重星系 / IRAS 19115-2124) | 正在进行的三方合并 | 持续进行中(活跃阶段) | 三个星系核,多条潮汐尾 | 1:1.2:2.5 |