星系中高密度的恒星群能引起大规模的碰撞反应?比如银河系中间很亮的地方那么高密度的恒星,能引起大面积的恒星之间的相互碰撞吗,一些恒星碰撞然后能引起连锁的引力互相碰撞反应吗?宇

Question

星系中高密度的恒星群能引起大规模的碰撞反应?
比如银河系中间很亮的地方那么高密度的恒星,能引起大面积的恒星之间的相互碰撞吗,一些恒星碰撞然后能引起连锁的引力互相碰撞反应吗?宇宙开始之初的星系间的合并,两个大集团的星系互相碰撞会引起恒星之间的强烈碰撞吗?

Answer 1

这是个概率问题.简单分析如下：
首先,两个单独的星系是稳定的.恒星都是按照各自轨道绕星系中心运转.
接下来,当两个星系互相冲撞,恒星轨道受到严重干扰.现在假想A星系一颗恒星a冲向B星系.他有一定的概率会掠过对面星系某颗恒星,但只要没有迎面贴上,距离不很近的情况下,他们会彼此绕转.或者a会成抛物线远去.也有一定的概率,a离那棵星距离太近,绕转时释放引力波损失了势能,最后撞击.
现在关心的就是a出现最后一种情况的概率.
假设两个典型螺旋星系（我们当均匀圆盘处理吧.螺旋星系旋臂密度只比其他地方高10%,不是想象的那么密集）,拥有10^11颗恒星.直径跨度10万光年,厚度2万光年.在最密集的地方,就是恒星a不走运的要穿越B星系的中心.它大约会遇到多少个恒星呢?首先恒星的平均间距是:星系体积除以恒星数开立方.星系体积大约1.57*10^53立方公里.恒星平均距离约1.2*10^14km.典型恒星直径10^6km,与距离相差8个数量级,当质点处理好了.假设恒星安全距离10^9公里（可绕转,不相撞）.好,万事俱备.
现在问题转化为一个简单的几何题.
正前方：是宽和高各1.2*10^14km,长度（10万光年）10^18km的长方体,问题一,此长方体里面有多少恒星?问题2,直径10^9km的球体通过,与其中星体相撞的概率.
第一个问题：星系总体积已知,长方体体积已知：恒星数量很好算：约8000颗.
第二个问题：【危险面指10^9km直径的圆面,此面一旦遇到恒星既表示撞击.】
【穿越面指宽和高都是1.2*10^14km的空间,恒星将通过此面穿越B星系.】
【恒星a将要面对的B星系恒星数：8000】
危险面在穿越面上的面积比例：1/18300000000 .
可能遇到恒星的个数：8000*1 /18300000000=4.37*10-7个.
倒数=2280000
说白话一点就是在最密集的地方：228万个星星会有一个发生撞击,概率228万分之一.
总结：在以上假设条件下,星系碰撞,恒星有可能碰撞.概率228万分之一,约有10^11/2.28*10^6*2=8.7*10^4个恒星撞击.就是不到10万个那样.对整个星系来说微不足道.