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当银河系撞上仙女座 地球会怎样


稿源:科技日报 编辑:庄泽帆 发布时间:2018-02-01 10:57      【选择字号:

  左图为银河系与仙女座星系并合过程构想图。图片从左至右、从上至下依次为:现在、20亿年后、37.5亿年后、38.5亿年后、39亿年后、40亿年后、51亿年后、70亿年后两个星系并合的图景,最终两个星系将并合成一个巨大的椭圆星系。

  两个漩涡星系NGC 2207和IC 2163正在并合NASA

  在银河系的历史上,吞并其他星系也许不是什么稀奇事。近日,有天文学家表示,他们利用暗能量相机在银河系中发现了11条全新的恒星流,据此推断出银河系疯狂的“事迹”——曾经吞并了11个星系。

  不过再疯狂的历史都已是往事,即将发生的才会直接影响我们。比如,有观测证据表明,银河系和仙女座星系正不断靠近,科学家推测两者要迎面相撞,可能融合为一个更大的星系。到时,周围的矮星系或许也会被逐渐合并,最终实现本星系群的大一统。这个消息引起众多讨论,至于观点就五花八门了。有人说,这是有大事情发生,也有人说地球要灭亡吧,还有人问,撞的时候会出烟花吗?

  “相撞”“合并”,关键词好厉害,听起来“真吓人”。但是,等一等,科学家怎么看?有没有那么严重呢?

  相撞?真的,不过是几十亿年以后

  仙女星系是本星系群中最大的星系,正以每秒300公里的速度朝向银河系运动。它与银河系的相遇相撞将发生在30—40亿年后。

  说起银河系和仙女座星系,天文爱好者们都不陌生。前者是地球所在的星系,我们最早听到的关于星空的传说大多源自于此;而仙女座星系因为是距银河系最近的大星系,一直备受瞩目。仙女座星系又称M31,距离银河系大约250万光年,人类1000多年前已经观测到仙女座星系,一度认定为星云。直到20世纪初,天文学者才确认仙女座星系独立于银河系。

  要说这两个星系有什么共同点的话,那就是“大”。银河系是拥有1500亿颗恒星的庞大星系,已经够大了吧?而仙女座星系则更大,天文观测发现它比银河系大了一倍,大约拥有3000亿颗恒星,不仅质量是银河系的2倍,直径也至少是银河系的2倍。

  根据科学家的观测,仙女星系是本星系群中最大的星系,正以每秒300公里的速度朝向银河系运动,几年前NASA制作了一个二者碰撞合并的电脑效果图,轰动一时。此后很多年里,每过一段时间,银河系和仙女座星系要相撞这件事就要在网络上被“热炒”一番。

  而实际上,二者的相遇相撞将发生在30—40亿年后,最后并合、融合成为一个星系更是发生在成60亿年后。那时候不管是太阳系,还是我们生活的地球都已发生了巨大的变化,这是另一个大话题。所以套用天文爱好者们开玩笑的话,并合还早着呢,现在囤方便面还来得及。

  有大事?假的,对地球影响甚微

  太阳与最近的比邻星隔着4.22光年,其它的恒星比这要更远。当银河系和仙女座星系相撞的时候,绝大多数的恒星都会在相互的距离间穿插而过,直接相撞的可能性非常小。

  脑补一下,两个大星系相撞的画面。两个庞大星系撞在一起的时候,二者加起来4500亿颗恒星撞到了一起,画面会不会很刺激、很惊险?会不会有爆炸、会不会有宇宙火花?事实是你想多了。

  国家天文台研究员苟利军告诉科技日报记者,二者的相撞对地球的影响并不大。

  天文学家曾经对此做过精密计算,发现当星系相撞的时候,虽然二者的碰撞、合并不可避免,但恒星直接相撞的几率竟然几乎为零。

  这听起来有点不合常理?实际上,这是因为恒星的密度太低的原因造成的。虽然恒星的体积在人类眼中已经十分庞大,但是恒星与恒星之间的空隙却要比恒星本身大得多,比如太阳直径约为140万公里,但是太阳与最近的比邻星却隔着4.22光年,其它的恒星比这要更远。

  以万公里为单位的直径对比光年,这差距可不是一般的大。所以,才会出现科学家们测算的情况,当银河系和仙女座星系相撞的时候,绝大多数的恒星都会在相互的空隙间穿插而过,直接相撞的可能性非常小。

  在天文爱好者中颇有知名度的触须星系就是由两个星系合并而成。这个位于乌鸦座、距离我们4500万光年的星系是两个大小相似的螺旋星系发生碰撞的产物。

  大约12亿年前,触须星系仍是分离的两个星系。大约9亿年前,NGC4038和NGC4039两个原星系开始接触。大约6亿年前,两个星系交错而过。正如天文学家们测算的那样,因为密度极低,星系中大部分空间都是空旷的,星系间、恒星间、星际物质之间并不会像人们想象中那样发生激烈碰撞,两个碰撞的原星系彼此穿透对方。等到3亿年前,这两个星系在强大潮汐力作用下,不断交融,开始逐渐变成如今我们看到的模样。

  触须星系的并合过程基本可以看出银河系与仙女座星系未来并合的过程。

  吸引总在,相撞常有,平常心哟

  多数的星系在它们的一生中大概至少都会经历一次重大的碰撞。在大多数情况下,星系碰撞只是损失一些星系外部的恒星,它们被强大的引力牵扯走,然后被抛掷到太空。

  在天文学家看来,相撞这件事真算不得什么大事,不仅是因为它进展缓慢、年代久远,也不仅是因为星球撞到一起的概率极低,更重要的是星系碰撞在宇宙中实在是相当普遍。

  苟利军表示,相撞、融合的现象在天文学上称为并合,并合过程在宇宙中非常普遍,尤其是在宇宙早期。根据科学家的研究,即便在现在的宇宙中,还有不少星系正在与其他星系发生并合。2017年5月,《天空与望远镜》杂志曾刊载题为《碰撞中的星系群》一文,介绍了多个星系并合案例,展示的画面美轮美奂。

  苟利军说,星系合并后的模样与合并星系的质量比值是有关系的,如果其中一个星系比另外一个星系的质量大三倍以上,那么这样的并合称之为次并合,小星系会被大星系吸收掉,对主要的星系并没有太大的影响;如果两星系差不多,这个时候对于星系影响会比较大。

  “星系通常会成团聚集,而星系之间的碰撞、并合正是由两者之间的相互吸引导致的,”苟利军说。

  实际上,多数的星系在它们的一生中大概至少都会经历一次重大的碰撞。不少人认为仙女座星系在过去就曾经和其他星系至少发生过一次碰撞。在大多数情况下,星系碰撞只是损失一些星系外部的恒星,它们被强大的引力牵扯走,然后被抛掷到太空。

  星系碰撞也是星系演化的关键,它不仅带来毁灭,也带来新生。哈勃空间望远镜曾在几年时间里对30亿光年内的123个极亮红外星系进行搜索,结果发现其中有30%有明显可见的多重并合。科学家们认为,在宇宙早期,星系碰撞经常发生,因而诞生出许多新的恒星。