仙女座星系和银河系为什么会在未来碰撞?

太空伊卡洛斯



在美国天文学家埃德温.哈勃之前,天文学还分不清仙女座究竟是星云还是星系,并且也不知道在宇宙中存在着大量类似银河系的大星系,而哈勃的出现则彻底解决了这些问题,顺带开创了现代天文学和宇宙学,包括宇宙大爆炸在内的众多宇宙学进步都和哈勃有关。

哈勃在上个世纪初测定仙女座光谱时发现了仙女座蓝移现象,这可是个了不得的发现,因为当时绝大部分星系光谱的都是红移,根据光的多普勒效应可知红移代表目标在远离我们,蓝移代表着目标正在靠近我们。


而宇宙大爆炸理论以及哈勃的观测都证明了我们的宇宙空间处于不断膨胀之中,因此“仙女座和银河系39亿年后相撞”似乎很不和常理,但事实并不是这样。

仙女座星系与银河系之间的距离只有254万光年,而宇宙的膨胀速度(也就是哈勃常数)是67.3 km/s/Mpc,也就是说空间距离每增加326万光年,空间膨胀速度就增加67.3km。因此我们会发现远方星系在远离我们。

但是仙女座和银河系的距离并不算远,因此两者之间的空间膨胀愿不足以克服两者之间巨大的引力效应,因此仙女座才能在膨胀的宇宙空间中慢慢靠近银河系并最终碰撞融合成一个新的大星系。


宇宙探索未解之迷


仙女座和银河系发生碰撞,是一个大概率事件。尽管二者距离遥远,而且还要等待很多年,估计需要几十亿年之后。

加州大学天文系的科学家用计算机模拟了银河系和仙女座发生碰撞的场景。由于采用了加速程序,我们有幸提前在计算机屏幕上看见几十亿年之后的事情。模拟发现,银河系和仙女座星系的融合并不特别激烈,甚至谈不上叫做“碰撞”。这是因为,在一个星系里面,恒星和恒星之间的平均距离是很大的,平均为5光年左右。5光年看起来没有什么,但是太阳系的直径也就是1光年。人类最快的航天器“旅行者二号”,速度最快达到了光速的1/5000,1光年对它来说,都是一个艰巨的挑战,何况是5光年那么遥远的距离?恐怕航天器用不了多久,就已经耗尽了能源,只能依靠滑行做运动。据分析,银河系和仙女座星系融合之后,由于万有引力系统发生改变,会形成一个崭新的星系——银仙系。这个新的星系很让人向往。

之所以它们两个星系会发生融合,是因为二者受到更高一级本超星系团的万有引力的牵引,围绕星系团的核心做运动 由于星系运行的轨道发生了交叉,所以会发生“碰撞”。


怀疑探索者


根据目前的数据来看,会出现的是侧面相撞,而非正面相撞。

相撞是如何得出的?

我们所在的星系是银河系,而银河系在本星系群内部。银河系和仙女座星系是我们本星系群里的两个主要星系。两个星系都有很多的卫星星系。

而银河系和仙女座星系相距254万光年,根据科学家的研究发现,在引力的作用下,它们似乎在以110km/s的速度靠近,而且随着距离的越来越接近,两个恒星之间的引力也会变得越来越强,也就是说,它们相互靠近的速度也会越来越快。

所以,有科学家估算出两个星系将会在在大概是39亿年后相撞。

中心黑洞会合并成一个。不过,由于天体的距离都很远,所以,并不会给两个星系里面的天体带来大的灾难。

位置情况并没有考虑

因为,我们知道仙女座靠近我们的速度,但我们要知道宇宙是三维的,仙女座星系其实还有其他方向上的分速度,也就是横向速度。这是我们目前还没有观测到的准确速度,如果这个速度足够快,那很有可能两个星系不会相撞到一起。

2011年,欧航局发射了盖娅卫星,这个卫星有个最主要的任务就是观测仙女座的横向速度,最后获得数据是32km/s,如果是这个数据足够准确,而且仙女座一直保持这样的横向速度,那最终的结果应该是侧面相撞,而不是正面相撞。


钟铭聊科学


仙女座星系是距离银河系最近的大型星系,它们是本星系群中最大的两个星系,各自都有数十个矮星系环绕它们运动。由于仙女座星系和银河系的距离很近,它们之间的引力作用很强,以至于它们终有一天会发生碰撞。

仙女座星系与银河系相距大约254万光年,由于引力的作用,它们目前正以每秒110公里的速度互相靠近。随着距离的逐渐靠近,它们之间的引力作用越来越强,所以接近速度也会越来越快。此前,天文学家根据哈勃太空望远镜的估计,两个星系的碰撞将会发生在大约39亿年之后。

然而,今年的一项新研究表明[1],星系的碰撞时间会比此前延缓了大约6亿年。基于盖亚卫星的观测数据,天文学家通过计算机模拟发现,银河系和仙女座星系的碰撞时间将会在45亿年以后。

盖亚卫星测量多达10亿颗恒星的位置和速度,这能让天文学家构建更加精确的3D宇宙地图,从而有助于我们了解银河系的未来。

根据盖亚卫星的观测数据,仙女座星系存在一个32公里/秒的侧向速度,这意味着它并不会像此前预计那样与银河系直接发生正面碰撞,而是一次侧击。仙女座星系会以一条曲折的路径靠近银河系,并在45亿年后与银河系接触,开始发生星系合并。再经过数十亿年的引力作用,两个星系将会结合成一个椭圆星系。

星系碰撞的现象在宇宙中并非罕见,通过研究这些星系的演化,我们可以了解银河系和仙女座星系的碰撞将会造成什么结果。对于星系中的恒星及其各自的恒星系统而言,星系的合并算不上毁灭性的过程。因为恒星与恒星之间的距离远大于恒星本身的尺寸,它们基本上不会在引力的作用下发生碰撞,而是会绕着星系的引力中心运动。

另外,45亿年后,太阳也快要演化到生命的尽头,那时温度过高的太阳已经让地球完全处于宜居带之外。星系碰撞不是我们应该担心的,太阳的未来才是。当然,45亿年的时间太过漫长,那时是否还有人类去担心都是个未知数。

参考文献

[1] Roeland P. van der Marel, Mark A. Fardal, Sangmo Tony Sohn, et al., First Gaia Dynamics of the Andromeda System: DR2 Proper Motions, Orbits, and Rotation of M31 and M33, The Astrophysical Journal, 872, 24.


火星一号


银河系和仙女座星系相距230万光年,在我们看来这是一个非常远的距离,但是对星系而言,这个距离确实太近了。为什么这么说呢?我们要知道银河系直径约10万光年,而仙女座星系直径约15万光年,那么我们把银河系和仙女座星系分别比作两个人,如果把仙女座星系比作一个成年人,那么它和银河系的距离也不过是隔了15个成年人而已,成年人的肩宽大致为50公分,15个成年人并肩站立的长度大概是7.5米,那么这样看来,银河系和仙女座星系如果是两个人,他们相隔的距离只有7.5米,这个距离能算远吗?

我们都知道银河系有很多的恒星,总数大约为1500亿左右,另外还有无数的行星、彗星、小行星、矮行星等等,预估可见物质至少相当于1500亿个太阳,但是还没有算其中的暗物质,所以银河系无疑是一个巨大的物质团,然而仙女座星系无论是体积、恒星数量还是质量都比银河系大了一倍,根据万有引力定律,这两者之间这么大的质量和这么近的距离,实际上是会产生巨大的引力的,因此这两者在互相靠近,也是情理之中的了。

天文学家们根据天文观测发现,银河系和仙女座星系的确正在互相靠近中,目前的速度大致为每秒钟一百二十千米,而且还会由于重力加速度而速度变快,根据这个趋势计算的话,预估在30亿年后,这两大星系会撞到一起。

这两个巨大的星系撞到一起,会发生什么现象呢?会不会所有恒星行星都撞到一起,变得粉碎,成为一团大火球呢?其实不是的,虽然这两大星系物质很多,星球很多,但是它们所包含的空间则要大得多,星球和星球之间都是以光年计的,天文物理学家们推测这两大星系相撞的时候,根本不会发生恒星碰撞的情况,美国有物理学家进行过这样的模型试验,发现两大星系相撞后,恒星撞到一起的可能性基本为零,所以我们也可以认为这两大星系的相撞实际上是一次融合,之后,它们将变成一个规模更为巨大的星系。


科普大世界


很高兴回答这个问题。

仙女星系简介:从最简单的说起,我们生活在地球,地球处于太阳系,太阳系处于银河系,银河系处于本星系群,题中的仙女星系也处于本星系群。仙女星系是距银河系最近的大星系,直径约22万光年,距离地球254万光年。在受光污染很小的环境下(偏僻、无人区),我们用肉眼是可以观测到的。

从地球观测来看,仙女星系发出的光表现出蓝移(红移对应)现象,我们都知道支持宇宙大爆炸观点的一个证据就是红移现象。(另一个是宇宙背景微波辐射)由此可知仙女星系正在靠近我们,研究表明仙女系以每秒300公里速度向我们靠近。大约在35亿年后会撞上银河系。最后两个星系合并成椭圆星系。

(所有图片来源网络,侵删)

人类太渺小了,仰望天空多怀敬畏之心,何尝不是一种人生观。

微言浅见,祝好。


科学黑洞


简单说,无处不在的万有引力在起作用,引力让两个靠得相对很近的星系相互吸引,直到发生碰撞!

银河系直径大约20万光年(并非之前的10万光年,我国的郭守敬望远镜早在去年就已经改写),仙女座星系直径比银河系略大,两大星系相距大约250万光年,这样的具体只相当于银河系直径的十几倍,相对来说两大星系相距是非常近的,就相当于两个身高1米7的人相距30米左右!

可以想象,如此“近”的距离,银河系和仙女座星系之间的万有引力是非常巨大的,这也让两大星系在互相靠近,靠近的速度约为110公里每秒,在大约35亿年之后就会相撞!

当然,这只是科学家基于目前对宇宙的观察得出来的结论,不代表银河系和仙女座星系一定会相撞,即使真的会相撞,用“相撞”两字也不太准确,应该说是“融合”,两大星系相互融合,甚至我们很难感觉到这种融合!

同时,银河系仙女座星系相撞与宇宙一直在加速膨胀并不矛盾,是局部与整体的关系,局部的相互靠近并不影响宇宙整体的膨胀,通俗地说,人类文明不断向前发展,但某个时间段某个地区可能会出现文明倒退的局面!

无论如何,两大星系相撞也是在遥远的35亿年之后,我们不必担心相撞的时候会给我们带来负面影响,35亿年之后的事情又有谁能说得清呢?


宇宙探索


我们银河系的大小约10万光年,仙女星系的大小是22万光年。他们之间的距离是254万光年。这是在1925年由美国天文学家爱德温·哈勃发现的。哈勃的测量发现仙女星云也是一个星系,我们银河也是一个星系,由此确定了我们银河系的范围,也确定了星系才是组成宇宙的基本“模块”。(我们所看到那些星星,都只是银河系的一小部分,一个小小的角落,不能代表整个宇宙。)

星系在宇宙中也是成团存在,星系组成的群体被称为(较小的)星系群、(较大的)星系团,(更大的)超团,等等。仙女星系和银河系是本星系群里第一和第二大的星系,周围还是数十个较小的星系,比如大、小麦哲伦云。

仙女星系和我们的银河系正在以每秒300公里的高速相对运动,他们即将在30亿年之后发生碰撞合并,成为一个更大的星系。

星系之间之所以能够发生这样的碰撞,从根本原因上来说,是因为星系的大小相对于他们之间的太空来说,比例是相当大的,我们考虑随机运动,它们之间发生碰撞的几率是存在的。所以在深空观测中,天文学家们发现了很多星系发生碰撞的样本,碰撞星系Interacting galaxies (colliding galaxies)或者并合星系merging galaxies。甚至已经成为很重要的分类,对于研究大星系的起源和形成过程,有很重要的意义。

有意思的是,在星系碰撞过程中,两个星系的面貌会发生重大变化,变得面目全非,甚至形成一个新的更大的星系,但其中的恒星,尤其是像我们太阳这样的外围恒星,却可保安然无恙。因为相对于星系来说,恒星与恒星之间的距离大得很,非常“空旷”。那个时候,在地球上就可以看到变得越来越大的仙女星系,和漫天的“烟花”——新的恒星正在从气体尘埃中诞生。不过,我们得保证我们人类在30亿年后还存在,才能见证这番宇宙奇景!


松鼠老孙


科学家们早就预言了我们银河系的近邻仙女座星系正在以120千米/秒的速度向我们的银河系快速冲击过来!银河系与仙女座星系的距离大约为250万光年,按这样的速度,大约在37亿年左右与我们的银河系迎面相撞!



有人说由于两大星系中有足够大的空间,所以银河系与仙女座星系其实不是相撞只是融合而已,也就是说星体和星体之间不会相撞,只是相互融合而已!但要我说并不一定!原因是这些只是推测,谁也没有见到过两个庞大的星系相撞时的景象!

我们知道,银河系有2000亿颗左右的恒星,而仙女座星系要比银河系大的多,其恒星也要有几千亿吧,试想这么多的恒星迎面而来,既使空间再大,也存在相撞的几率吧!在看看我们身边,月球、地球包括太阳系的具有固体表面的星球,谁身上不是布满了大大小小的陨石坑?所以我说它们不但能融合,而且还能结结实实在在的相撞!



如果真是这样,那么在37亿年后会是什么样子呢?那时,首先接触的是两个星系的边缘部分,由于边缘部分的星体相对比较稀少,所以撞击的几率要小的多,而一旦仙女座的的中心经过我们太阳系的时候,星体撞击的几率大大增加,假如有一颗比太阳大几十倍、几百倍的恒星在运行的过程中,恰好经过我们的太阳系,瞬间,我们人类包括太阳系里的所有行星都烟消云散了,接着太阳也受不了这颗恒星的巨大引力,一头撞进了这颗恒星的怀抱,这样,这两颗巨大的恒星也可以说是融合到了一起。但如果假设有很多大小不一比的行星闯进了太阳系,并且直接撞向了地球,巨大的撞击力使地球快速的偏离了轨道漂向了太空,假如人类还没有灭亡的话,他们将跟着地球在太阳系以外的黑暗的太空中旅行!不知过了多少年,我们的地球终于被一颗年轻的恒星俘获,于是这颗载着人类的地球获得了新生。并且在两大宇宙重组以及撞击的过程中又收获了新的能源,假如在漂荡的过程中人类还没有灭亡的话,那么人类又可以开始新的旅程了!如果人类已经灭亡,那么地球又可以蕴育新的生命了!


沸腾人生22520613232


别跟这些上帝才晓得的事情浪费大脑,只要不是明天,爱碰不碰,但愿我们地球人的灵魂能在宇宙飘游百亿年后无处落脚,再还魂到两个星系碰撞后产生的新星系,变成三头六臂。死后灵魂继续飘浮到宇宙边缘的另一个银河系,还魂到它拥有的一颗地球。三百亿年后再继续,再继续。我想一月挣二万,可惜我只是个下岗工人!?!!!


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