要指出的是,截止到2013年,还无法确定这场碰撞是否一定发生。仙女座星系相对于银河系的径向速度可以通过对星系中恒星光谱的多普勒效应的观测来测量,但其横向速度 (即自行运动的速度)无法直接测量。这样,虽然我们已知仙女座星系正以每秒120千米的速度向银河系接近,但依然无法得知届时它会和银河系碰撞,还是错过。目前对仙女座星系横向速度的最佳估计是小于每秒100千米,这暗示着星系的暗物质晕将会发生碰撞,而星系盘则可能不会。欧洲空间局计划在2011年将发射一艘新的航天器盖亚,试图通过测量仙女座星系中恒星的位置来精确测定仙女座星系的横向速度。
空间望远镜研究所的弗兰克·萨默斯(Frank Summers)根据凯斯西储大学的克里斯·米霍斯(Chris Mihos)教授和哈佛大学的拉尔斯·赫恩奎斯特(Lars Hernquist)教授的研究制作了描述这一预期事件的计算机图像。
这种星系碰撞在宇宙是相当普遍的。例如一般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。理论上我们的太阳系在这场碰撞过程中也有一定的可能从合并形成的新星系中释放出来,而在星系碰撞的初期甚至有可能成为仙女座星系的一部分。由于恒星间的距离非常遥远,这种事件对太阳系本身不会有什么负面影响(特别是在五六十亿年后太阳将进入红巨星阶段后),对太阳及其行星本身的任何形式的扰动更是非常微小的。
在星系碰撞的有关模拟研究中仙女座星系-银河系碰撞常常被用来当作此类现象的范例。事实上,在这种星系碰撞中星系中所包含的恒星等天体并不会真的发生物理上的碰撞接触,因为星系本身是非常弥散的--作为距离太阳最近的恒星,比邻星与地球间的距离也有太阳直径的三千万倍之遥。(如果太阳按比例缩小为一枚25美分硬币大小,那么比邻星则在700千米之外。)如果这个理论正确,那么在大约三十亿年后仙女座星系内的恒星与气体将能够在地球上用肉眼看到。如果仙女座星系与银河系发生了碰撞,两个星系将在大约七十亿年后最终合并为一个更大的椭圆星系。对于这一合并后星系的命名有多种提议,其中最广为接受的是"Milkomeda",亦即"银河系"(Milky Way)和"仙女座星系"(Andromeda)的英文合称。
1:现在银河系夜空效果图
2:37.5亿年后银河系与仙女座星系相遇的夜空效果图
3:38.5-39亿年后银河系与仙女座星系相遇的夜空效果图
4:40亿年后银河系与仙女座星系开始碰撞的夜空效果图
5:51亿年后的银河系与仙女座星系融合的夜空效果图
6:70亿年后的夜空效果图
7:太阳效果图,左边为太阳在现在的银河系运行图,右边为100亿年后太阳在与仙女座星系融合后的银河系中的运行轨迹图
8:银河系与仙女座星系相遇、碰撞、融合全程夜空效果图
据英国《卫报》报道,由美国和德国科学家组成的研究小组称,银河系的质量比先前预计的要大50%,旋转速度也要更快,这意味着银河系对其他星系的引力也更大,因而银河系与包括仙女星系在内的其他星系相撞时间可能比科学家所预计的更早。
研究人员表示,银河系一旦与其它星系相遇,碰撞时所产生的超大冲击波将会压缩星系内部的星际气体云团。但幸运的是,这一巨大的灾难只会发生于遥远的未来。德国马普研究院天文学家卡尔-门特恩解释说,碰撞将可能发生于数十亿年之后,虽然两者碰撞的时间比科学家所预测的要早得多,但对于人类来说这一时间仍然是属于遥不可及的未来,不会引起人类的恐慌。
卡尔和他所领导的国际研究团队利用"甚长基线电波干涉阵列"射电望远镜对银河系进行了精确的测量。银河系在旋转的过程中,某些放射无线电波的部分会向地球方向移动。正是基于此现象,科学家们才可以计算出银河系旋转的速度。
科学家们记录了来自银河系4个旋臂所发射出来的无线电波,并根据这些无线电波进行测量。经过测量发现,太阳系会随着银河系以大约100万公里/小时的速度旋转,比预期中的要快近17万公里/小时。卡尔认为,"测量结果要求我们必须要重新认识和理解银河系的结构和运行规律。"太阳系距离银河系中心大约为2.8万光年。仙女座星系大约是太阳质量的2700亿倍,距离我们太阳系有200多万光年。银河系的这种高速旋转意味着它的质量应该与仙女座星系相当,比以前的预测要重三分之一左右。卡尔研究团队成员、美国哈佛大学史密森天文物理学中心科学家马克-里德认为,"从此,我们不再认为银河系只是仙女座星系的小妹妹。"
天文学家们认为,这次碰撞将会在未来的70亿年之内出现。太阳耗尽最后一丝能量之日,差不多也就是两个星系的碰撞之时。在发生碰撞时,恒星和行星应该不会发生碰撞。相反,星系碰撞后会相互融合,形成一个新的更大的星系。英国剑桥大学天文研究所格里-吉莫尔介绍说,"两者会戏剧性搅活、粘合在一起,最后所有恒星都将死亡,新星系变成一个巨大的死亡星系。目前尚不清楚两者是否会正面相撞。"如果是侧向碰撞的话,还将可能会引起进一步的碰撞。整个碰撞过程可能会持续数百万年时间。根据吉莫尔的说法,这项研究不仅仅提前了银河系死亡的时间,而且还对暗物质研究提供了新的依据。研究发现,银河系中心的暗物质比天文学家们早期的预测要冷得多、密得多。
研究人员们还表示,一旦确定了银河系旋转速度,那么最终控制这一速度的复杂公式便可确定银河系中所有暗物质的质量。暗物质是我们肉眼所看不到的,但却是迄今为止宇宙中数量最多的物质。所以,这意味着银河系的质量是天文学家以前估计的1.5倍。美国加州大学洛杉矶分校天体物理学家马克-莫里斯说,最新发现意义重大,但并不是有关银河系大小的最终结论。莫里斯没有参加雷德的这项研究。体积更大还意味着银河系和仙女座之间的引力更加强烈。据雷德介绍,天文学家长期预测的银河系和仙女座星系之间的碰撞可能发生得更早,同时侧面碰撞的可能性更小,然而不用担心,毕竟银河系与仙女座相撞至少是几十亿之后的事了。
如果银河系果真和其它星系发生碰撞,那时候人类可能会仍然存在,他们将看到一个未来完全不同的天空景象。狭长的银河系将会消失,取而代之的是一个由数十亿颗星球组成的巨大隆起。天文学家们日前绘制了一幅更为详细的银河系三维立体图,发现它的宽度比天文学家以前认为的多15%。更为重要的是,银河系的密度更大,质量比天文学家以前认为的多50%。2012年1月5日天文学家在加州长滩市举行的美国天文学会大会上公布了这一最新发现.
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