在浩瀚無垠的宇宙中，星系宛如璀璨的星辰，各自散發(fā)著獨特的光芒。然而，這些看似獨立存在的星系，實則有著復(fù)雜而神秘的成長歷程，其中“吞噬”同類便是星系成長的一種重要方式。天文學(xué)家們經(jīng)過長期不懈的研究，發(fā)現(xiàn)了多種能夠證明星系“吞噬”現(xiàn)象的證據(jù)，為我們揭開了宇宙演化的一角神秘面紗。

引力束縛原理是研究星系“吞噬”的核心依據(jù)之一。當(dāng)兩個星系進入彼此的引力影響范圍，形成星系并合系統(tǒng)時，通過觀測雙星系的軌道運動和質(zhì)量分布，科學(xué)家們就能夠解出星系“吞噬”過程中的質(zhì)量變化規(guī)律。如果能進一步測量出兩個星系的氣體與恒星組分，還能確定被“吞噬”星系的質(zhì)量貢獻。不過，這一原理在分析遙遠星系并合時存在一定的局限性。對于早期宇宙的星系成長事件，就需要借助紅移觀測數(shù)據(jù)來一探究竟。

星系紅移觀測是一種通過分析星系光譜中譜線的偏移程度，來判斷星系距離和運動狀態(tài)的方法。紅移數(shù)據(jù)蘊含著星系運動速度、距離和質(zhì)量等關(guān)鍵信息，紅移值的大小與星系的退行速度和距離直接相關(guān)。因此，星系紅移觀測的差異能夠反映出星系并合的不同階段，為研究星系“吞噬”提供了重要的線索。

研究發(fā)現(xiàn)，星系的質(zhì)量規(guī)模與它的“吞噬”活躍度有著密切的聯(lián)系。質(zhì)量越大的星系，引力越強，“吞噬”周邊小星系的頻率也就越高。目前，最常用的星系并合分類系統(tǒng)是美國天文學(xué)家霍金斯在20世紀中期提出的星系相互作用分類法。通過這一分類系統(tǒng)，我們了解到銀河系屬于“溫和吞噬型”星系。銀河系當(dāng)前質(zhì)量約為太陽的1.5萬億倍，處于中等質(zhì)量星系范疇，是旋渦星系中的“典型代表”。對星系并合遺跡的分析，不僅能讓我們了解星系的成長歷程，還能揭示宇宙結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律。

星系的“吞噬”頻率與宇宙時間呈反比關(guān)系。在宇宙早期，星系分布更為密集，星系間的引力耦合更強，并合過程更容易發(fā)生，因此星系“吞噬”事件更為頻繁。例如，宇宙誕生30億年內(nèi)的“星暴星系”，通過頻繁“吞噬”小星系，在數(shù)億年內(nèi)質(zhì)量就能翻倍。而現(xiàn)階段，隨著宇宙不斷膨脹，星系間距增大，“吞噬”所需的引力條件更難滿足，星系“吞噬”變得相對平緩。像銀河系這樣的成熟星系，平均每10億年才會發(fā)生一次顯著的“吞噬”事件。通過分析星系并合遺跡，我們可以確定星系的成長階段和質(zhì)量增長軌跡。

雖然星系“吞噬”同類的事件發(fā)生在遙遠的宇宙深處，但科學(xué)家們通過多種觀測手段，依然能夠獲取可靠的證據(jù)。潮汐尾觀測法便是其中之一，這種方法通常用于測量距離地球10億光年之內(nèi)的星系并合，需要借助高分辨率的光學(xué)望遠鏡。正在“吞噬”同類的星系，會因引力拉扯在周邊形成細長的恒星與氣體尾跡。通過哈勃望遠鏡等設(shè)備捕捉這些潮汐尾的形態(tài)和分布，并將觀測到的尾跡長度和質(zhì)量與理論模型對比，就可以判斷星系“吞噬”的進展情況。

星系核區(qū)增亮觀測也是一種重要的手段。正在發(fā)生“吞噬”的星系核區(qū)，會因物質(zhì)聚集和恒星形成爆發(fā)而顯著增亮。這種增亮具有階段性的變化特征，在“吞噬”初期緩慢增亮，物質(zhì)大量墜入核區(qū)時達到峰值，然后逐漸減弱，這個過程被稱為并合增亮周期。增亮周期越長，說明被“吞噬”的星系質(zhì)量越大。天文學(xué)家通過增亮周期來估算被“吞噬”星系的質(zhì)量，進而確定主星系的質(zhì)量增長幅度。

射電波段追蹤法同樣為研究星系“吞噬”提供了有力支持。上世紀60年代，英國的一個天文學(xué)家團隊在觀測遙遠星系時發(fā)現(xiàn)，正在并合的星系會釋放出強烈的射電輻射。這是因為星系“吞噬”過程中，大量氣體被壓縮加熱，激發(fā)帶電粒子產(chǎn)生同步輻射，而未發(fā)生并合的星系射電輻射則相對微弱，處于射電寧靜狀態(tài)。由此，天文學(xué)家得出星系并合與射電增強直接相關(guān)的結(jié)論，并且發(fā)現(xiàn)“吞噬”質(zhì)量越大的星系，射電輻射強度越高。這意味著，只要測出星系的射電輻射強度，再結(jié)合光學(xué)觀測數(shù)據(jù)，就可以知道該星系是否正在“吞噬”同類以及成長速度有多快。