當星系碰撞時：超級電腦模擬宇宙中流體運動的二重奏(圖)

　　這項發現對NASA提出的LISA (Laser Interferometer Space Antenna)太空任務是項好消息， LISA預計於2015年發射升空，其主要目的是搜索宇宙早期的重力波；這重力波是由愛因斯坦的廣義相對論所預測的，但從未被直接偵測到過。

　　宇宙初期有許多氣體存在，當它逐漸演化時，氣體被轉換成恆星。大量的氣體存在意味著更多的星系碰撞和超重黑洞合併，宇宙中最強的重力波源就是合併中的超重黑洞。

　　許多星系（包含我們的銀河系）的中心均有超重黑洞存在，這些黑洞的重力是如此強大，以致於連光都無法逃脫其束縛。現在的銀河系雖是獨自在宇宙中移動，但未來有一天它將會與最鄰近的仙女座星系（M31）碰撞。因此銀河系是研究超重黑洞合併模擬的一個便利的模型。一個國際研究團隊模擬了25對星系碰撞找出導致超重黑洞合併的主要因素。

　　超重黑洞合併之前，星系必須先合併。二個缺乏氣體的星系可能合併、也有可能不會合併，這取決於它們的結構。模擬結果顯示具有大量氣體的星系碰撞，一定會伴隨著超重黑洞合併的發生。當二個星系開始碰撞，氣體會失去能量，將能量注入個別星系的核心。這個過程會增加核心的密度和穩定度。當星系核心合併時，超重黑洞也會合併；如果星系核心瓦解，它們的超重黑洞將不會合併。

　　當星系碰撞時，數十億顆恆星將以遠距彼此擦身而過。雖是如此，它們的重力場仍有交互作用，進而使二個星系產生煞車作用。星系會分開，但又會再度回來相聚，如此反覆約十億年。在每次交會的過程中，星系會失去一部分速率和能量，二個星系因而逐漸靠近，直到最後合併為止。

　　這項運算模擬產生了一些天文學已觀測到的現象，其中最值得注意的是：碰撞過程中由於強大的潮汐作用，會將氣體和恆星甩出而形成潮汐尾（tidal tail）；另外在更小的尺度內，碰撞中的星系，其核心活動和恆星誕生會增加。

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