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銀河系與仙女座星系相隔254萬光年,它們之間是空無的嗎?

在觀測條件非常好的地方,如果我們用肉眼望向仙女座星系,我們會看到一團暗淡的光斑。如果借助天文望遠鏡,可以捕捉到絢麗的仙女座星系。除了那些屬于銀河系的前景恒星之外,仙女座星系的方向上似乎就沒有其他東西了。那么,這兩個星系之間的空間真的是一片空虛,什么也不存在嗎?

銀河系與仙女座星系都是大型星系,前者的直徑至少為10萬光年,后者的直徑則可達22萬光年,兩者相距254萬光年。相對于宇宙中的大部分天體,254萬光年(大約2400億億公里)可以說是一個很遠的距離,其中可以并排放下17萬億個太陽,1800萬億個地球。雖然如此巨大的星系際空間中看似空無一物,但其實是充滿了各種物質,只是它們難以探測到而已。

充滿物質的星系際空間

宇宙誕生之后,在空間中形成了大量由氫和氦組成的氣體云,它們最終聚集起來形成了各種星系。然而,并非所有的氣體云都參與星系的形成,還有不少始終彌漫在星系際空間中。

除了氣體云之外,銀河系和仙女座星系之間還可能存在恒星,甚至黑洞。不過,這些恒星并不是在星系際空間中的氣體云形成的,而是來自于銀河系和仙女座星系。

星系際空間中的物質密度極低,因為整個宇宙的平均密度僅為水的10萬億億億分之一(10^-26千克/立方米),這已經算上密度較高的星系。因此,星系際空間中并沒有條件形成恒星。

那么,流浪恒星是如何逃離星系的呢?

星系中的恒星都會受到星系引力的束縛,從而繞著星系中心旋轉。為了逃離星系,恒星需要被加速到星系的逃逸速度,這個速度非常快,例如,太陽需要達到550公里/秒的速度才能擺脫銀河系的引力束縛。

那么,流浪恒星是如何獲得極快的速度呢?

一般而言,流浪恒星大都是來自多恒星系統。在多恒星系統中,恒星之間通過引力作用來維持平衡。如果該系統與其他系統近距離接觸,或者該系統中有恒星被黑洞吞噬,或者發生超新星爆發,那么,多恒星系統的引力平衡會被打破,其中有些恒星就會獲得極快的速度,成為超高速恒星,從而能夠飛出星系。據估計,銀河系中大約有1000顆恒星進入星系際空間中。

除此之外,星系之間的碰撞會造成引力混沌,其中有些恒星會被驅逐出星系。在遙遠的過去,銀河系和仙女座星系分別與其他星系有過碰撞,所以有些恒星會變為流浪恒星。

如果流浪恒星本身擁有行星系統,它們也會一并被帶入星系際空間中。除了行星之外,行星上的生命,甚至智慧文明,也會一同在星系際空間中流浪。當我們抬頭仰望仙女座星系時,說不定星系際空間中的外星文明也正在觀測我們。

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