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仙女座星系未来将会与银河系发生碰撞合并

时间:2021-11-16 01:41:31 浏览量:
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当我们在观测宇宙中的星系时,如果它正在向我们接近,那么它发出的光就会比正常情况更蓝(蓝移),如果它正在远离我们而去,那么它发出的光就会比正常情况更红(红移),这被称为“多普勒效应”,通过对这种现象的观测,天文学家就可以推测出某一个星系相对于我们的运动状态。

“仙女”撞“银河”

早在20世纪,天文学家就通过这种方法发现,仙女座星系正在向我们银河系接近,由于通过“多普勒效应”只能观测到纵向速度,而不能观测横向速度,因此天文学家迟迟不能确定仙女座星系到底是与银河系“擦肩而过”,还是会与银河系发生碰撞。

直到2012年,天文学家才通过由哈勃太空望远镜提供的海量观测数据确定了仙女座星系的横向速度,然后得出了一个结论:仙女座星系正在径直向我们银河系“冲”过来,预计在未来会与银河系发生碰撞,并最终与银河系合并。

仙女座星系未来将会与银河系发生碰撞合并仙女座星系未来将会与银河系发生碰撞合并

要知道仙女座星系比银河系还要大很多,其直径约为22万光年,拥有的恒星数量可达1万颗,如此巨大的星系将在未来与银河系合并,实在是令人吃惊。

仙女座星系还需要多久才会与银河系合并?

对于这个问题,一个常见的答案就是大约37.5亿年之后,这也符合我们的认知,毕竟仙女座星系与我们的距离高达254万光年。然而有一种观点却认为,银河系和仙女座星系的合并已经开始了,这是怎么回事呢?

其实这种观点是根据一项名为“AMIGA”的研究项目提出来的,“AMIGA”主要致力于观测仙女座中的电离气体吸收图,其研究结果显示,仙女座星系拥有一个巨大的“光晕”(halo)。

所谓“光晕”是指弥散在星系外围的一种球状结构,其中的绝大多数物质都是离子化的气体,由于这些物质非常稀疏并且辐射极低,很难直接观测到,因此研究人员就只能利用位于仙女座星系“背后”的43个类星体进行间接观测。

类星体是已知宇宙中最亮的天体,它们超高的亮度使其在上百亿光年外都能被我们观测到,而当它们发出的光线穿过星系的“光晕”时,就可能被“光晕”中的物质部分吸收。

通过观测类星体的这种光线变化,研究人员就可以估算出星系的“光晕”到底有多大,观测结果表明,仙女座星系的“光晕”比之前预计的要大很多,其延伸范围可以高达200万光年。另一方面来讲,银河系也有“光晕”,根据研究人员的估算,银河系的“光晕”直径可达银河系扁平主体的50倍。

由此可见,所谓的“银河系和仙女座星系的合并已经开始了”,其实是指位于银河系和仙女座星系外围的“光晕”已经开始合并了,而实际上,这两大星系的主体合并,仍然是大约37.5亿年之后。

太阳系未来的命运会如何?

要知道太阳系的命运,我们需要先来了解一下银河系和仙女座星系的合并过程,以下为天文学家根据观测数据描绘出的模拟场景(以地球为观测点)。

20亿年之后,仙女座星系已经在天空中变得非常大。

37.5亿年之后,仙女座星系的主体抵达银河系。

38.5亿年之后,银河系和仙女座星系开始互相穿过彼此,在此过程中,两个星系中原本处于引力平衡状态的星云物质在受到扰动之后开始形成新的恒星。

39亿年之后,恒星的形成达到峰值,在地球上可以看到非常壮观的星空。

40亿年之后,银河系和仙女座星系完成了第一次“穿过彼此”,两个星系都被巨大的潮汐力“拉伸”得扭曲变形。

51亿年之后,银河系和仙女座星系已经多次穿过彼此,曾经的星系结构已经消失不见,此时的天空中会出现两个明亮的巨型结构,它们分别是银河系和仙女座星系的核心结构(也称为“核球”)。

70亿年之后,银河系和仙女座星系合并成了一个巨大的椭圆星系,一切归于平静,此时在地球上看到的夜空,将被这个星系明亮的核心结构占据。

我们可以看到,上述的过程虽然在整体上令人感到震撼,但实际上却是经历了长达30多亿年的时间,也就是说,这是一个非常缓慢而渐进的过程,届时的太阳系并不会遭到猛烈的冲击,当然了,这也并不代表太阳系就肯定可以安然地度过这段时期。

在银河系和仙女座星系的合并过程中,会出现星系级别的引力扰动,基本上所有的恒星都会脱离原有的运行轨道,太阳当然也不例外。

所以太阳系可能会面临的最大风险就是与其他的恒星(或者大质量的天体)发生直接碰撞,不过星系中的恒星密度其实是非常低的,在银河系中,平均每260立方光年才有一颗恒星,而仙女座星系的恒星密度也差不多,因此可以说,发生这种事件的可能性几乎为零。

假如届时太阳系中还有人类生存,那对于他们而言,就存在着三种更可能发生的风险,一是太阳与其他的恒星在彼此引力的作用下互相接近,最终形成双星(或者多星)系统,这样太阳系就可能不再宜居。

二是其他的恒星近距离掠过太阳系时,其引力会影响到太阳系内的各种天体的运行轨道,这样就可能造成太阳系内的天体发生频繁的天体撞击事件,进而威胁到人类的生存。

第三种风险则是,太阳系可能会沿着一个新的轨道进入星系的核心区域,而我们都知道,星系的核心区域是不适合生命生存的。

当然了,如果人类真的可以再发展37.5亿年,那么届时人类的科技水平应该会高得令现在的我们无法想象,相信他们完全有实力掌控太阳系未来的命运,能够从容地应对太阳系可能会面临的风险。

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编辑:时雨
关键词: 仙女座银河系
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