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仙女座星系正在以140公里/秒的速度靠近银河系,40亿年后将会和
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2023.01.16 山东

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仙女座星系正在以140公里/秒的速度靠近银河系,40亿年后将会和银河系碰撞。用肉眼也能看到仙女座星系,那个朦胧的小亮点直径22万光年,这个庞然大物以300倍子弹速度在太空中狂奔。我们现在看到的仙女座星系是它254万年前的样子,最新的样子根本观测不到。
 
仙女座星系编号为M31,直径是银河系的1.6倍,达到了22万光年,距离地球254万光年,整个星系有1万亿恒星,远比银河系的1500-4000亿颗恒星多得多。整个仙女座星系的质量包括暗物质,大概是1.23兆倍的太阳质量,相当于银河系质量的2.12倍。
 
NASA科学家研究发现仙女座星系和银河系的碰撞已经开始了,因为这2大星系外围的星系晕已经开始重合,它们外围的气体尘埃已经相遇了。人类观测到的星系最主要的是发亮的恒星密集部分,其实1个星系的真正范围比我们想象的要大得多。在星系的外围200万光年外还有气体和尘埃,仙女座和银河系距离为254万光年左右,所以两者已经开始发生碰撞了。
 
图1就是人类用肉眼看到仙女座星系的图像,虽然模糊但是依然能分辨出。我国古代的人们认为仙女星系是奎宿的一颗星星,叫它奎宿增廿一,毕竟古代没有河外星系这种概念。直到1612年,欧洲天文学家是西蒙·马里乌斯通过天文望远镜才发现了这个星系。
 
仙女座星系距离银河系大概253±7万光年,这个距离到底是怎么算出来的呢?毕竟两个村之间的距离也不是一下子算出来的,跨越几百万光年的星系怎么就能算出来呢?科学家们用的是宇宙间天然的“量天尺”--造父变星。这种神奇的恒星处于反复收缩、膨胀的脉动状态,比如被我们称为称为“造父”的仙王座beta星。
 
造父变星是一种高光度周期性脉动变星,它们的亮度随时间呈周期性变化,也就是光变周期,即亮度变化一周的时间和它的光度成正比,所以根据造父变星周光关系可以确定遥远星系之间的距离,这种非神奇的特性被称为“量天尺”。
 
经过天文学家严格的计算仙女座星系中的造父变星的光变周期,计算出了仙女座星系距离银河系的距离为253±7万光年,大概就是254万光年左右。虽然这个距离非常遥远,但是在浩渺的宇宙中几乎就在咫尺之间。银河系和仙女星系、麦哲伦星云等50个星系组成了本星系群,这个星系群在1000万光年内的一小片区域内。
 
仙女座星系也有自己的卫星星系,根据验算得知20亿年前,仙女座星系曾与一个大约等质量的星系发生并合,这种等质量星系并合的过程叫做主并合,就变成了今天的样子。外形和我们的银河系很相似,都是棒旋星系,同样都有巨大的旋臂,包含巨量的气体、尘埃和恒星。
 
几乎所有的星系中央都有一颗巨大的黑洞,这个黑洞就是整个星系的主心骨,所有的恒星都在围绕这颗中心黑洞旋转。仙女座星系的中心黑洞要比银河系的大得多,这颗巨大黑洞的直径大概是8.3亿公里,比木星的轨道还要大5.16亿公里,相当于1.4亿颗太阳质量。银河系中央黑洞人马座A*仅相当于400万颗太阳质量。
 
宇宙中的奇观很多,但是最壮观的莫过于量大星系之间的碰撞,其实我们的银河系最近也正在吞并一个叫做人马座矮椭球星系,这个小星系会被巨大的银河系慢慢吞没。根据计算40亿年后,银河系和仙女座星系就会发生碰撞,经过几十亿的慢慢磨合,会形成一个全新的巨大星系。
 
仙女座星系在太空中运动的速度为300公里/秒,普通子弹速度也不过1000米/秒,所以巨大的仙女座星系正在以300倍子弹速度在宇宙中狂奔。它飞奔的方向正好是银河系方向,所以它是宇宙中少数蓝移的星系之一。宇宙中几乎所有星系都是红移的,星系之间都在加速彼此远离。
 
目前仅发现了100个星系存在蓝移现象,这些星系都在本星系群中,最著名的就是仙女座星系了,从地球的角度看,仙女座星系发出的光有蓝移现象。因为太阳正在225km/s的速度围绕银河系中心运动,所以经过叠加运算,仙女座星系相对于太阳的速度接近300km/s。
 
根据精密的数学运算,40亿年内2大星系就会相撞,将会合并形成一个巨大的椭圆星系或圆盘星系。和您想象的可能不同,两者融合并不会发生天崩地裂的现象,因为星系中空间大部分都是空旷的存在,发生恒星碰撞的概率非常低。

但2个巨大星系的中心黑洞会发生合并,这将会发生巨大的能量爆发,巨大的引力会让星系的中心恒星发生碰撞,碎片不断向黑洞坠入,各种致命的宇宙射线会让行星上的生命灭绝。到时候我们的太阳50亿年以后会变成一颗红巨星。地球的环境早就不适合人类居住。经过70亿年的完成合并,两个巨大的星系就会融合成一个新的星系。
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