我們來看看目前已知最大的旋渦星系是什麽？
在漆黑的夜晚仰望天空，妳可以用肉眼看到許多恒星、行星，甚至是暗淡的星團和星雲。但是夜空中最大的結構是橫跨穹頂的銀河暗帶。
從我們的角度來看，這是銀河系的內平面。對於我們來說，它是非常巨大的，包括了數千億顆直徑為65438+百萬光年的恒星。但銀河系不是最大的旋渦星系，仙女座也不是這個星系群中的，但它是我們天空中角度最大的星系。
仙女座星系能成為我們天空中最大的星系是因為兩個因素:
首先，它真的很大！直徑約22萬光年，包含約壹萬億顆恒星，是銀河系恒星數量的三到五倍，直徑的兩倍多。它是我們銀河系中最大的星系。其次，它離我們很近！距離只有254萬光年，是宇宙中最近的大星系。這個星系群中的星系之所以可以認為是壹個集合，是因為它們都被引力束縛在壹起！再過幾十億年，仙女座、銀河系、三角星系和本星系群中的所有其他小星系將會融合在壹起，形成壹個獨立的巨型星系。
星系合並後，最後的結果不是螺旋星系，而是壹個巨大的橢圓星系！那麽為什麽會變成橢圓而不是螺旋星系呢？僅僅看壹兩個孤立的例子是解決不了問題的。如果我們想確切地知道星系合並中發生了什麽，我們需要觀察到目前為止我們所能看到的壹切，並從中得出結論。
那麽，如果我們觀察宇宙中的星系，並以最大的星系為主，會發現什麽呢？
上圖中有兩個明顯的星系，其中壹個的大小和銀河系差不多。它就是圖像右側的螺旋結構:IC 4970，它正在引力的作用下與它巨大的鄰居相互作用。
上圖中的“巨型”星系有兩個巨大的、不斷膨脹且分散的旋臂，它們實際上比上圖中我們看到的延伸得更遠。美國國家航空航天局的GALEX飛船在紫外光下捕捉到了這個巨型星系的全貌，這個星系也是我們迄今為止在宇宙中發現的最大的螺旋星系。如下圖:
這是NGC 6872星系，直徑約52.2萬光年。它是已知宇宙中最大的螺旋星系。當然，由於宇宙如此之大，很可能存在比這個更大的螺旋星系，但我們目前只確定了這個，因為它距離我們只有2億多光年。NGC 6872的質量明顯大於銀河系或仙女座星系，甚至大於兩個星系的總和。此外，它的物理尺寸要大得多。據我們所知，即使宇宙中有更大的旋渦星系，它們也不會比NGC 6872大多少。
但是宇宙中有許多星系比NGC 6872大得多。它們是橢圓星系！
宇宙中的巨人:橢圓星系
即使只看室女座星系團，它是離我們最近的大星系團，最大的星系是梅西耶87，直徑約1億光年，包含數萬億顆恒星，總質量是我們星系的200倍！
換句話說，在這個普通的星系類型中，壹個普通的大橢圓星系讓已知最大的螺旋星系相形見絀。但是宇宙中還有更大的橢圓星系。
上圖中的星系是IC 1101，是迄今為止宇宙中最大的單個星系。它距離我們107億光年，包含約100萬億顆恒星，幾乎是銀河系的1000倍，總質量為10 15個太陽質量，直徑估計為500萬到600萬光年。
與已知最大的螺旋星系相比，已知最大的橢圓星系包括:
恒星的數量差不多是100倍，總質量大概是幾百倍。在最大方向，大約是其物理大小的10倍。旋渦星系在橢圓星系面前就像小矮人壹樣！
旋渦星系是如何形成的？為什麽宇宙中幾乎所有最大的星系都是橢圓星系？
宇宙中有許多大星系，通常位於壹個巨大星系團的中心。它們的質量通常是銀河系的數百到1000倍，但沒有壹個是螺旋星系！比如上圖中，天體爐星團右下角明亮的螺旋星系甚至比不上仙女座的質量，巨大的橢圓星系是仙女座總質量的許多倍。那麽，為什麽螺旋都是矮星呢？我們來看看旋渦星系是如何形成的！
在宇宙早期，大爆炸後不久，誕生時物質和能量比其他區域多壹點的微小區域開始優先通過引力吸引物質。最終，足夠多的物質被吸引到氣團中，這導致了恒星和星團的形成。最先形成的星團是更大結構(非對稱氣體雲)的壹部分，它在最短的方向上最先坍縮，最先形成圓盤。隨著時間的推移，圓盤吸收了越來越多的物質，聚集了附近所有的星團，並由於密度波形成了螺旋結構。與星系合並的中小星系團進入星系核心，壹直保持著螺旋結構。這個過程發生在銀河系，仙女座，以及幾乎所有我們看到的螺旋星系。壹團巨大的氣體坍縮，“壓扁”了，並因為重力開始旋轉。因為盤的不穩定性，密度波出現螺旋結構，而螺旋星系壹直都是螺旋結構，只是因為沒有發生災難性的膨脹來破壞這種結構。
然而，導致宇宙中更大星系形成的過程(與壹個或多個其他螺旋星系合並)恰恰是在破壞宇宙中的螺旋結構！
這個過程在宇宙中非常普遍，那些從未經歷過合並的孤立星系都是相對不受幹擾的旋渦星系。當兩個星系引力合並時，引力生效後恒星的旋臂會受到很大的擾動，會經歷壹個星爆階段，即恒星形成極其活躍。壹旦星爆階段結束，星系將進入最終的橢圓狀態。
如果妳想讓兩個大星系合並並保持螺旋結構，妳需要壹個非常好的巧合。從統計數據來看，這不太可能發生。而且合並的次數越多，特別是大星系合並的次數越多，螺旋結構就越容易被破壞，最終得到壹個橢圓結構。
但有些星系似乎是螺旋星系和橢圓星系的混合體，我們稱之為“半合並”狀態，即壹個巨大的螺旋星系和壹個小星系合並形成的橢圓結構的壹部分。原始的螺旋星系在某種程度上保持完整。
這也是為什麽宇宙中最大的旋渦星系沒有那麽大的原因。通過合並更大的星系，它們比螺旋星系更有可能成為巨型橢圓星系！