当银河系撞上仙女座 地球会怎样
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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。

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银河系最终将和仙女星系在一场巨大的碰撞中相会,但是科学家们说,这件事得等到几十亿年以后才会发生。

从月球是空心的到宇宙完全被“墙”包裹,再到快速射电暴是外星人发来的信号……关于宇宙的话题每隔一段时间就能引发一次舆论风暴。  近日,英国杜伦大学的一个研究团队在《皇家天文学会月报》上撰文指出,大麦哲伦云(LMC)可能在20多亿年后与银河系相撞。  消息一出,各种猜测如潮而至。比如有人说,两个星系的相撞火花四射,太阳系会被甩出银河系,地球生命却因此逃过一劫。果真如此吗?   太阳系被甩出银河系? 这个概率非常小  实际上,这次的故事并不复杂。故事的主角是银河系与它的卫星星系——大麦哲伦云,这是银河系卫星星系中最亮、质量最大的一个。“无论大麦哲伦云还是太阳系,它们都处在银河系的引力势阱中,无论怎么蹦跶都难以跳出银河系的如来佛掌。”中科院国家天文台研究员王杰说。  “大麦哲伦是银河系的小伙伴,它们之间本来就有一个相互作用的桥,好比手牵手。”中科院国家天文台研究员邓李才告诉记者,大麦哲伦云穿过银河系是有可能的。但它穿过银河系时,很可能面临被银河系撕碎的命运,“因为银河系的质量比大麦哲伦云大很多”。  进行上述研究的英国卡洛斯·福伦克团队在计算机上模拟了大麦哲伦云与银河系的相互作用,并测算出20多亿年后二者可能相撞。  大麦哲伦云进入银河系后,太阳系会怎样呢?“无论大麦哲伦云怎样穿过银河系,以及这个过程中如何相互作用,都可能通过动力学作用影响太阳附近的银河系盘结构,从而影响包括太阳在内的恒星。”邓李才告诉记者。  “大麦哲伦云穿过银河系星系盘,特别是靠近太阳系时 ,太阳系有可能挣脱银河系的引力束缚,飞到银晕之中。”王杰说,当太阳系跑到了银晕之中,地球上的人看到的银河系将不再是一条银色的带子,而是漩涡纹路的椭圆的盘子。  不过,王杰表示,这种情况发生的概率非常小。即便发生了,也可能不会给地球带来致命影响,因为地球与太阳紧密地绑在一起,两者分开的可能性不会很大,地球不会陷入黑暗寒冷中。  对此,邓李才表示认同:“两个星系相撞可能导致星系盘被破坏掉,形成无盘结构的椭圆星系,这是星系尺度上相互作用的后果。但我们完全不必担心这个过程会影响太阳系行星系统,特别是我们关心的地球。”  但当这两个星系并和时,还有另外一个危险:银河系中央的黑洞会被激发,会产生大量的伽马射线。“这些射线可能会影响地球的大气层臭氧,但因为太阳系藏于银河系盘中,距离也较远,应该不会完全剥离地球的臭氧层,不会对地球上的万物构成实质性威胁。”   星系间的碰撞火花四射? 没有想象中的大场面  实际上,围绕银河系的卫星星系有100多个,任何一个都有可能从太阳系附近穿过去,而且可能比大麦哲伦云来得更早。“从这个角度来看,太阳系受扰动的情况太多了。” 王杰说。  幸运的是,这些碰撞发生的概率也很小,且都不足以致命。这是因为宇宙学上的相撞与我们寻常理解的相撞不同。王杰说:“它们之间不是硬碰硬,不会像小行星撞地球那样砸向彼此,而非常可能是擦肩而过。”  他解释道,星系与星系之间的距离很远,哪怕离地球最近的仙女座星系,距离银河系也有约250万光年之遥。而在星系内部,物质的分布也十分松散。所以它们之间的碰撞是“柔软的”,并不会引起激烈的反应。  所以,与其对着大麦哲伦云杞人忧天,不如关心其他潜在威胁。  首先,小行星对地球的碰撞更激烈。“数目众多的彗星或者小行星极有可能碰撞到地球,这比星系的碰撞概率更大,威胁也更大。”王杰说。  除此之外,邓李才还谈到另一种威胁:太阳进入红巨星演化阶段,在其膨胀到地球轨道之前,地球上的环境就会变得非常恶劣,不适宜生命存活。“但这也是几十亿年后的事情。”  不过,英国团队讨论大麦哲伦云与银河系相撞、太阳系是否会被甩出银河系或地球的命运如何,并不是他们研究的初衷。  该研究团队成员在文章发表前曾与王杰讨论过。“研究团队想说明的是,大麦哲伦云与银河系合并后,银河系可能会变成一个‘普通’的星系。这样就可以大大缓解银河系和标准宇宙学模型预言的差距导致的压力。”王杰表示。  结果在部分报道中关注点却变成了:银河系会在20多亿年后遭到大麦哲伦云撞击,太阳系甚至地球会因此被甩出去。  银河系是特殊的存在? 可能因为我们身处其中  那么,卡洛斯及其团队为何煞费苦心证明银河系其实很普通呢?  首先需要请出标准宇宙学常数-冷暗物质模型(Lambda-CDM model,LCDM),它好比揭开宇宙奥秘的宝典,能解释宇宙中的大部分现象,尤其可以对3000万光年以上的大尺度结构进行很好的预言。  但宝典也有不太灵的时候。王杰表示,LCDM目前能对尺度较大的宇宙进行较为准确的预言,用LCDM来解释小尺度上的宇宙现象就会出现问题。“就好像我们身处高空,可以看到地球上无数只不同种类的蚂蚁,它们的种类、总体数量以及分布和模型预言的结果都相吻合,但当我们靠近观察每一只蚂蚁时,蚂蚁之间的差别可能就和预测出现差异了。”  与之类似,对银河系的长期观测表明,LCDM的解释存在不足。王杰介绍,银河系特别的地方很多,比如上述研究所关注的:与同质量星系相比,银河系中心的超大质量黑洞质量过小,银晕的质量比较小且金属丰度偏低,此外,银河系还拥有大麦哲伦云这样的超大质量卫星星系。  “目前来看,对LCDM的挑战大部分都是来自我们对银河系的观测。因此,宇宙学家们一直在寻找合适的理论去解释为何银河系与标准模型预测不同,从而使标准模型能够自洽。”王杰告诉记者,实际上,很多宇宙学家都试图通过不同路径做类似的研究工作。  而卡洛斯与团队运用数字模拟的方法寻找答案。他们模拟了1000个包含了银河系、仙女星系和大麦哲伦云的系统。模拟结果显示,大麦哲伦云会在20多亿年后进入银河系,在它们并和后,银河系的上述特别之处就不存在了。  王杰解释道:“由于大麦哲伦云质量较大,它进入银河系星系盘后会带来很大扰动,从而使得银河系中的超大质量黑洞质量变大,被潮汐力肢解出去的恒星也会让银晕的质量增加、金属丰度提高。如此一来,银河系就变成了与标准模型预言相吻合的普通星系。”  令人挠头的是,解释银河系为何与其他星系不同本身就很矛盾。“银河系之所以特别是因为我们对它的观测更仔细。”王杰表示,观测越仔细,当然越容易发现它与众不同。

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?

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。

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“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?

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如图所示,基于哈勃空间望远镜的数据,预计银河系和仙女座星系将在37.5亿年内因潮汐牵引而相互扭曲并相撞。

相撞?真的,不过是几十亿年以后

两个漩涡星系NGC2207和IC2163正在并合NASA

基于欧洲的“盖亚探测器”发回的数据,研究已经发布在《天文学期刊》上。科学家估计在45亿年后,银河系将和她的同类螺旋星系碰撞。这次的估测结果比上次预测的39亿年后发生碰撞要晚不少。

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。

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。

并未参加这项研究的盖亚计划科学家Timo Prusti声称:这项发现在揭示星系演化与相互作用秘密的道路上意义非凡。

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。

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?

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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。

“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?

2013年12月,盖亚探测器发射升空,帮助科学家达成建立最精确细致的银河系3d地图的目标。盖亚计划的小组力图在盖亚探测器退役前,追踪10亿颗恒星和宇宙天体。迄今为止仍在精确监控银河系及其近邻星系中恒星与其他天体的位置,以及它们的运动状况。

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。

相撞?真的,不过是几十亿年以后

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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。

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。

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有大事?假的,对地球影响甚微

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。

科学家们研究了银河系,仙女星系,与螺旋星系三角座星系中的恒星后,新的关于与仙女星系碰撞时间的预测也浮出水面。仙女星系与三角座星系距离银河系大约250万~300万光年,据该研究的作者讲,这三大星系正在相互作用。

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。

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。

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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。

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。

这一系列的构想照片显示了我们的银河系与邻近的仙女座星系之间会如何合并

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。

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。

通过盖亚探测器发现的帮助,研究人员们终于可以弄清楚仙女星系和三角座星系过去在太空中如何运动,以及接下来的几十亿年内,它们将往何处去的结论。

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。

有大事?假的,对地球影响甚微

在同一篇文章中,巴尔的摩太空望远镜科学研究所的负责人罗兰德·范·德马雷尔博士(Roeland van der Marel)说:“我们需要通过研究星系的三维运动来揭露它们如何成长演化,以及究竟是什么创造并影响它们的形状与行为方式。”

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。

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。

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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。

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。

20亿年后从地球看见的银河系中心部分与仙女座星系

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。

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。

根据2018年4月发布的观测结果,罗兰德·范·德马雷尔博士又说;“利用盖亚探测器发回的第二批高质量数据,我们终于能进行这项研究了。”

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。

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。

你可能会觉得这场灾难性的大碰撞会直接消灭地球,但是科学家们说,由于恒星之间距离十分遥远,太阳系甚至基本等不到这件事的发生。据研究者们的模型模拟结果,与其说“碰撞”倒不如说是“擦边”。充其量也就是在45亿年后,让地球的天空因这场“撞击”而变得耀眼夺目,而不是你想像中的消灭地球。

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。

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。

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吸引总在,相撞常有,平常心哟

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。

Prusti说;“盖亚探测器是用于测绘银河系中恒星运动的,不过这项新的研究表明,这颗卫星远超预期,它超越了我们自己的领域,赋予我们一种独特的视角,以观察星系的结构与运动。盖亚探测器观测天空中星系细微运动的时间越久,我们的测算结果就越精确。”

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。

不过,与仙女星系碰撞并不是银河系将来面对的第一件大事。研究表明,远在与仙女星系碰撞之前,即25亿年后,大麦哲伦星系将会与银河系碰撞。

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。

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。

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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。

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。

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

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。

吸引总在,相撞常有,平常心哟

“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。

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。

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。

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。

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。

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。

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