有时候，我们很容易想象，天体的排列背后会有一只超自然的手。但是宇宙是巨大的，甚至是无限的，自然的流动会呈现出许多迷人的东西。
上图：这张来自NASA / ESA哈勃太空望远镜的图像显示了星系三联体 Arp 248 中的两个星系。
【资料图】
星系三联体“Arp 248”就是如此，它由相互作用的星系组成，在视觉上和科学上都令人深深地着迷。
Arp 248 是位于处女座（Virgo）的三个相互作用的小星系，距离我们约2亿光年。这张照片显示了 Arp 248 的两个星系与背景中另一个较小的不相关星系的侧翼。星系之间是由恒星、气体和尘埃组成的流连接起来的，这是由于星系间的引力作用而形成的。
上图：Arp 248 也被称为“怀尔德的三胞胎（Wild‘s Triplet）”，以天文学家保罗·怀尔德（1923-2008）命名，他在20世纪50年代早期研究了这个三胞胎。
天文学家称这些流为“潮尾”。当像 Arp 248 这样富含尘埃和气体的星系合并时，合并经常会形成尾巴。尾巴是由合并星系的外部螺旋盘的物质组成的，它们承载着由蓝色表示的活跃恒星的形成。
上面的图片来自一个观测项目，该项目研究了两个不同寻常的星系集合，其中都涉及美国天文学家赫顿·阿普（Halton Arp）。赫顿·阿普在1966年创造了《奇异星系图集》。图集包含338个星系，都是因为它们不同寻常的形状而入选的。赫顿·阿普想用它来突出星系特有结构的多样性。
上图：宇宙中充满了因相互作用和合并而改变形状的星系。这是半人马座A，一个椭圆星系，大约在3亿年前与一个螺旋星系合并。合并产生了黑暗的尘埃带，这通常不是椭圆星系的特征。合并也在半人马座A的核心形成了一个螺旋状的气体。
我们现在知道这些星系之所以具有如此奇怪的形状，是因为它们正在相互作用，并有可能合并。阿普不同意这种解释，他说这种不寻常的形式是由于喷射。但无论如何，阿普意识到天文学家对星系如何随时间变化并不十分了解，他打算让天文学家利用他的图集来研究星系演化。
观测项目中的第二组不寻常星系被称为《南方奇特星系和星系群目录》。该书于1987年由赫顿·阿普和他的同事巴里·马多尔（Barry Madore）发表。该目录包含25种不同种类的天体，包括有尾巴的星系。
自从图集和目录出版以来，天文学家已经扩展了他们对相互作用的星系和星系合并的知识。我们知道合并在星系演化中起着重要作用。
上图：相互作用的星系在宇宙中随处可见，有时是戏剧性的碰撞，引发恒星形成的爆发，有时是隐秘的合并，导致新星系的形成。这些图片来自一系列59张星系碰撞的图片，这些图片来自NASA/ESA哈勃太空望远镜存档的原始图片。
随着天文学家对相互作用星系的详细研究，他们发现了一类新的物体，他们称之为“星系间恒星形成物体”（ISFOs）。ISFOs 是一类广泛的物体，它们捕捉到星系相互作用时形成的不同类型的物体。ISFOs 的形成是由于潮汐的相互作用和相互作用星系的物质的冲撞。它们也可能由于流入尾部的气体和灰尘，以及通过所有这些过程的结合而形成。ISFOs 的质量范围从超级星团到天文学家所说的“潮汐矮星系”（TDGs）。2012年一篇基于斯隆数字天空调查的论文估计，约6%的矮星系可能起源于潮汐。
上图：这张照片显示的是NGC7252，一个由10亿年前两个星系合并而成的奇特星系。白色的圆圈突出了在尾部形成的两个潮矮星系（TDGs）的位置。研究人员认为大约6%的矮星系是 TDGs。
ISFOs 经常被引力束缚在星系上，但有多少会被束缚，持续多久仍然是一个悬而未决的问题。有时来自潮汐流的物质会回流到星系中，引发更多的恒星形成。所有这些相互作用产生的剩余物质以尘埃和金属丰富了星际介质。
天文学家现在认为，大约25%的星系正在与其他星系合并。根据哈佛天体物理中心的研究，即使没有合并，它们中的更多也在相互作用。我们的银河系就是这方面的证据，因为它吞噬了麦哲伦星云和人马座矮星系的气体甚至恒星。数十亿年后，银河系和仙女座星系将会合并。谁知道这个事件会产生什么样的庞然大物呢？
上图：这一系列的插图照片显示了我们的银河系和邻近的仙女座星系的合并。
超大质量黑洞（SMBHs）是如何变得如此巨大的，也是一个开放的研究领域。天体物理学家知道合并是 SMBH 成长过程的一部分，但他们不知道的还有很多。
上图：詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了这张斯蒂芬五重奏（Stephan’s Quintet）的图像。这是五个星系，四个相互作用，第五个只是视觉上的联系。最左边的星系是NGC7320，它位于其他四个星系的最前方。这张图片由近1000张独立的图片合成而成。这四颗恒星和它们的相互作用产生了尾巴，活跃的恒星形成区域，包含数百万颗年轻恒星的闪光区域，以及 NGC 7318B 在穿过星系团时产生的冲击波。NGC 7318B 是距离最近的一对星系中最上面的一个。
哈勃太空望远镜的高级巡天相机（ACS）仔细观察了这一系列不同寻常的相互作用星系，为未来更详细的研究奠定了基础。哈勃望远镜将用它的其他仪器检查其中一些目标，詹姆斯·韦伯太空望远镜和ALMA也将如此。在这些望远镜上观测时间的需求一直很高，所以这个项目将帮助天文学家更好地分配时间。
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