这是大约 37.5 亿年后,在假设的银河系与仙女座星系碰撞期间,从地球上看到的景象。 (NASA;ESA;Z. Levay 和 R. van der Marel,STScI;T. Hallas;以及 A. Mellinger)
仙女座星系是距离我们银河系最近的主要星系,而且距离越来越近。事实上,天文学家认为这两个星系注定会相撞。
但一项新的研究表明,这种命运并不一定由天意注定。
仙女座星系目前正以每秒约 110 公里(68 英里)的速度向我们靠近。这听起来相当快,但不要惊慌——该星系距离地球仍有约 250 万光年,因此预计需要数十亿年才能到达这里。
尽管之前的研究相当确信碰撞几乎是不可避免的,但来自赫尔辛基大学和英国杜伦大学的研究人员对我们的银河系邻居进行的更深入的分析表明,在未来 100 亿年内发生碰撞的几率接近 50/50。
利用盖亚和哈勃太空望远镜最新、最精确的运动和质量数据,该团队不仅模拟了银河系和仙女座星系的运动,还模拟了我们本星系群的另外两个主要星系——大麦哲伦星云(LMC)和三角星系的运动。
从地球上看,数十亿年来银河系与仙女座星系碰撞的艺术渲染图。(NASA;ESA;Z. Levay 和 R. van der Marel、STScI;T. Hallas 和 A. Mellinger)
研究团队表示,当单独考虑银河系和仙女座星系时,在接下来的 100 亿年内,只有不到一半的模拟结果发生了碰撞。
三角座星系的加入将概率提升至三分之二,而银河系、仙女座星系和大麦哲伦星系的模拟将概率降至三分之一。在一次模拟中结合这四个星系,银河系与仙女座星系合并的概率略高于 50%。
如果碰撞真的发生,我们似乎还有比之前想象的更多的时间。研究发现,合并时间的中位数将在未来 76 亿年以上,远远超过之前估计的40 亿至 50 亿年。
研究小组总结道:“即使使用最新、最精确的观测数据,本星系群未来的演变仍不确定。有趣的是,我们发现广为人知的合并情景(尽管合并的中位时间较晚)与银河系和仙女座星系完好无损的概率几乎相等。”
星系相互碰撞听起来像是史诗级的末日,但其实没什么好担心的。当然,首先是时间框架——太阳预计只能再存活50 亿年左右,这意味着在星系合并之前,地球上的生命将经历几次局部的、毁灭性的末日大战。
即使其他生命形式陷入交火之中,它们也不太可能真正注意到周围发生的宇宙碰撞。星系从远处看起来非常密集,但近距离观察它们大多是空旷的空间。恒星之间有足够的空间相互插入,因此任何两颗恒星实际上相撞的可能性极小。
然而,它们的引力相互作用会相互挤压,进入新的轨道:例如,人们认为我们的太阳到那时可能已经处于红巨星阶段,将会被弹到银河系更远的边缘。
取而代之的是,新恒星会以更快的速度形成,因为压缩的氢会引发恒星形成的增加。两个星系都会失去目前的螺旋形状,而形成一个巨大的椭圆星系。天文学家已经将最终结果昵称为“ Milkomeda ”。
或者当然,银河系和仙女座星系可能会相互掠过,并在未来数万年内继续作为独立星系演化。关键是我们无法确定它们的时间线是什么样的,尽管其他研究有足够的信心声称碰撞几乎是肯定的,但新研究将其归结为抛硬币。
更多的研究,包括即将发布的盖亚数据,可以帮助描绘出更清晰的图景。
该报总结道:“就目前情况来看,有关我们银河系即将灭亡的说法似乎被大大夸大了。 ”
该研究已作为预印本发布在ArXiv上。