仙女座星系和銀河系為什麼會在未來碰撞?

太空伊卡洛斯



在美國天文學家埃德溫.哈勃之前,天文學還分不清仙女座究竟是星雲還是星系,並且也不知道在宇宙中存在著大量類似銀河系的大星系,而哈勃的出現則徹底解決了這些問題,順帶開創了現代天文學和宇宙學,包括宇宙大爆炸在內的眾多宇宙學進步都和哈勃有關。

哈勃在上個世紀初測定仙女座光譜時發現了仙女座藍移現象,這可是個了不得的發現,因為當時絕大部分星系光譜的都是紅移,根據光的多普勒效應可知紅移代表目標在遠離我們,藍移代表著目標正在靠近我們。


而宇宙大爆炸理論以及哈勃的觀測都證明了我們的宇宙空間處於不斷膨脹之中,因此“仙女座和銀河系39億年後相撞”似乎很不和常理,但事實並不是這樣。

仙女座星系與銀河系之間的距離只有254萬光年,而宇宙的膨脹速度(也就是哈勃常數)是67.3 km/s/Mpc,也就是說空間距離每增加326萬光年,空間膨脹速度就增加67.3km。因此我們會發現遠方星系在遠離我們。

但是仙女座和銀河系的距離並不算遠,因此兩者之間的空間膨脹願不足以克服兩者之間巨大的引力效應,因此仙女座才能在膨脹的宇宙空間中慢慢靠近銀河系並最終碰撞融合成一個新的大星系。


宇宙探索未解之迷


仙女座和銀河系發生碰撞,是一個大概率事件。儘管二者距離遙遠,而且還要等待很多年,估計需要幾十億年之後。

加州大學天文系的科學家用計算機模擬了銀河系和仙女座發生碰撞的場景。由於採用了加速程序,我們有幸提前在計算機屏幕上看見幾十億年之後的事情。模擬發現,銀河系和仙女座星系的融合並不特別激烈,甚至談不上叫做“碰撞”。這是因為,在一個星系裡面,恆星和恆星之間的平均距離是很大的,平均為5光年左右。5光年看起來沒有什麼,但是太陽系的直徑也就是1光年。人類最快的航天器“旅行者二號”,速度最快達到了光速的1/5000,1光年對它來說,都是一個艱鉅的挑戰,何況是5光年那麼遙遠的距離?恐怕航天器用不了多久,就已經耗盡了能源,只能依靠滑行做運動。據分析,銀河系和仙女座星系融合之後,由於萬有引力系統發生改變,會形成一個嶄新的星系——銀仙系。這個新的星系很讓人嚮往。

之所以它們兩個星系會發生融合,是因為二者受到更高一級本超星系團的萬有引力的牽引,圍繞星系團的核心做運動 由於星系運行的軌道發生了交叉,所以會發生“碰撞”。


懷疑探索者


根據目前的數據來看,會出現的是側面相撞,而非正面相撞。

相撞是如何得出的?

我們所在的星系是銀河系,而銀河系在本星系群內部。銀河系和仙女座星系是我們本星系群裡的兩個主要星系。兩個星系都有很多的衛星星系。

而銀河系和仙女座星系相距254萬光年,根據科學家的研究發現,在引力的作用下,它們似乎在以110km/s的速度靠近,而且隨著距離的越來越接近,兩個恆星之間的引力也會變得越來越強,也就是說,它們相互靠近的速度也會越來越快。

所以,有科學家估算出兩個星系將會在在大概是39億年後相撞。

中心黑洞會合併成一個。不過,由於天體的距離都很遠,所以,並不會給兩個星系裡面的天體帶來大的災難。

位置情況並沒有考慮

因為,我們知道仙女座靠近我們的速度,但我們要知道宇宙是三維的,仙女座星系其實還有其他方向上的分速度,也就是橫向速度。這是我們目前還沒有觀測到的準確速度,如果這個速度足夠快,那很有可能兩個星系不會相撞到一起。

2011年,歐航局發射了蓋婭衛星,這個衛星有個最主要的任務就是觀測仙女座的橫向速度,最後獲得數據是32km/s,如果是這個數據足夠準確,而且仙女座一直保持這樣的橫向速度,那最終的結果應該是側面相撞,而不是正面相撞。


鍾銘聊科學


仙女座星系是距離銀河系最近的大型星系,它們是本星系群中最大的兩個星系,各自都有數十個矮星系環繞它們運動。由於仙女座星系和銀河系的距離很近,它們之間的引力作用很強,以至於它們終有一天會發生碰撞。

仙女座星系與銀河系相距大約254萬光年,由於引力的作用,它們目前正以每秒110公里的速度互相靠近。隨著距離的逐漸靠近,它們之間的引力作用越來越強,所以接近速度也會越來越快。此前,天文學家根據哈勃太空望遠鏡的估計,兩個星系的碰撞將會發生在大約39億年之後。

然而,今年的一項新研究表明[1],星系的碰撞時間會比此前延緩了大約6億年。基於蓋亞衛星的觀測數據,天文學家通過計算機模擬發現,銀河系和仙女座星系的碰撞時間將會在45億年以後。

蓋亞衛星測量多達10億顆恆星的位置和速度,這能讓天文學家構建更加精確的3D宇宙地圖,從而有助於我們瞭解銀河系的未來。

根據蓋亞衛星的觀測數據,仙女座星系存在一個32公里/秒的側向速度,這意味著它並不會像此前預計那樣與銀河系直接發生正面碰撞,而是一次側擊。仙女座星系會以一條曲折的路徑靠近銀河系,並在45億年後與銀河系接觸,開始發生星系合併。再經過數十億年的引力作用,兩個星系將會結合成一個橢圓星系。

星系碰撞的現象在宇宙中並非罕見,通過研究這些星系的演化,我們可以瞭解銀河系和仙女座星系的碰撞將會造成什麼結果。對於星系中的恆星及其各自的恆星系統而言,星系的合併算不上毀滅性的過程。因為恆星與恆星之間的距離遠大於恆星本身的尺寸,它們基本上不會在引力的作用下發生碰撞,而是會繞著星系的引力中心運動。

另外,45億年後,太陽也快要演化到生命的盡頭,那時溫度過高的太陽已經讓地球完全處於宜居帶之外。星系碰撞不是我們應該擔心的,太陽的未來才是。當然,45億年的時間太過漫長,那時是否還有人類去擔心都是個未知數。

參考文獻

[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.


火星一號


銀河系和仙女座星系相距230萬光年,在我們看來這是一個非常遠的距離,但是對星系而言,這個距離確實太近了。為什麼這麼說呢?我們要知道銀河系直徑約10萬光年,而仙女座星系直徑約15萬光年,那麼我們把銀河系和仙女座星系分別比作兩個人,如果把仙女座星系比作一個成年人,那麼它和銀河系的距離也不過是隔了15個成年人而已,成年人的肩寬大致為50公分,15個成年人並肩站立的長度大概是7.5米,那麼這樣看來,銀河系和仙女座星系如果是兩個人,他們相隔的距離只有7.5米,這個距離能算遠嗎?

我們都知道銀河系有很多的恆星,總數大約為1500億左右,另外還有無數的行星、彗星、小行星、矮行星等等,預估可見物質至少相當於1500億個太陽,但是還沒有算其中的暗物質,所以銀河系無疑是一個巨大的物質團,然而仙女座星系無論是體積、恆星數量還是質量都比銀河系大了一倍,根據萬有引力定律,這兩者之間這麼大的質量和這麼近的距離,實際上是會產生巨大的引力的,因此這兩者在互相靠近,也是情理之中的了。

天文學家們根據天文觀測發現,銀河系和仙女座星系的確正在互相靠近中,目前的速度大致為每秒鐘一百二十千米,而且還會由於重力加速度而速度變快,根據這個趨勢計算的話,預估在30億年後,這兩大星系會撞到一起。

這兩個巨大的星系撞到一起,會發生什麼現象呢?會不會所有恆星行星都撞到一起,變得粉碎,成為一團大火球呢?其實不是的,雖然這兩大星系物質很多,星球很多,但是它們所包含的空間則要大得多,星球和星球之間都是以光年計的,天文物理學家們推測這兩大星系相撞的時候,根本不會發生恆星碰撞的情況,美國有物理學家進行過這樣的模型試驗,發現兩大星系相撞後,恆星撞到一起的可能性基本為零,所以我們也可以認為這兩大星系的相撞實際上是一次融合,之後,它們將變成一個規模更為巨大的星系。


科普大世界


很高興回答這個問題。

仙女星系簡介:從最簡單的說起,我們生活在地球,地球處於太陽系,太陽系處於銀河系,銀河系處於本星系群,題中的仙女星系也處於本星系群。仙女星系是距銀河系最近的大星系,直徑約22萬光年,距離地球254萬光年。在受光汙染很小的環境下(偏僻、無人區),我們用肉眼是可以觀測到的。

從地球觀測來看,仙女星系發出的光表現出藍移(紅移對應)現象,我們都知道支持宇宙大爆炸觀點的一個證據就是紅移現象。(另一個是宇宙背景微波輻射)由此可知仙女星系正在靠近我們,研究表明仙女系以每秒300公里速度向我們靠近。大約在35億年後會撞上銀河系。最後兩個星系合併成橢圓星系。

(所有圖片來源網絡,侵刪)

人類太渺小了,仰望天空多懷敬畏之心,何嘗不是一種人生觀。

微言淺見,祝好。


科學黑洞


簡單說,無處不在的萬有引力在起作用,引力讓兩個靠得相對很近的星系相互吸引,直到發生碰撞!

銀河系直徑大約20萬光年(並非之前的10萬光年,我國的郭守敬望遠鏡早在去年就已經改寫),仙女座星系直徑比銀河系略大,兩大星系相距大約250萬光年,這樣的具體只相當於銀河系直徑的十幾倍,相對來說兩大星系相距是非常近的,就相當於兩個身高1米7的人相距30米左右!

可以想象,如此“近”的距離,銀河系和仙女座星系之間的萬有引力是非常巨大的,這也讓兩大星系在互相靠近,靠近的速度約為110公里每秒,在大約35億年之後就會相撞!

當然,這只是科學家基於目前對宇宙的觀察得出來的結論,不代表銀河系和仙女座星系一定會相撞,即使真的會相撞,用“相撞”兩字也不太準確,應該說是“融合”,兩大星系相互融合,甚至我們很難感覺到這種融合!

同時,銀河系仙女座星系相撞與宇宙一直在加速膨脹並不矛盾,是局部與整體的關係,局部的相互靠近並不影響宇宙整體的膨脹,通俗地說,人類文明不斷向前發展,但某個時間段某個地區可能會出現文明倒退的局面!

無論如何,兩大星系相撞也是在遙遠的35億年之後,我們不必擔心相撞的時候會給我們帶來負面影響,35億年之後的事情又有誰能說得清呢?


宇宙探索


我們銀河系的大小約10萬光年,仙女星系的大小是22萬光年。他們之間的距離是254萬光年。這是在1925年由美國天文學家愛德溫·哈勃發現的。哈勃的測量發現仙女星雲也是一個星系,我們銀河也是一個星系,由此確定了我們銀河系的範圍,也確定了星系才是組成宇宙的基本“模塊”。(我們所看到那些星星,都只是銀河系的一小部分,一個小小的角落,不能代表整個宇宙。)

星系在宇宙中也是成團存在,星系組成的群體被稱為(較小的)星系群、(較大的)星系團,(更大的)超團,等等。仙女星系和銀河系是本星系群裡第一和第二大的星系,周圍還是數十個較小的星系,比如大、小麥哲倫雲。

仙女星系和我們的銀河系正在以每秒300公里的高速相對運動,他們即將在30億年之後發生碰撞合併,成為一個更大的星系。

星系之間之所以能夠發生這樣的碰撞,從根本原因上來說,是因為星系的大小相對於他們之間的太空來說,比例是相當大的,我們考慮隨機運動,它們之間發生碰撞的幾率是存在的。所以在深空觀測中,天文學家們發現了很多星系發生碰撞的樣本,碰撞星系Interacting galaxies (colliding galaxies)或者併合星系merging galaxies。甚至已經成為很重要的分類,對於研究大星系的起源和形成過程,有很重要的意義。

有意思的是,在星系碰撞過程中,兩個星系的面貌會發生重大變化,變得面目全非,甚至形成一個新的更大的星系,但其中的恆星,尤其是像我們太陽這樣的外圍恆星,卻可保安然無恙。因為相對於星系來說,恆星與恆星之間的距離大得很,非常“空曠”。那個時候,在地球上就可以看到變得越來越大的仙女星系,和漫天的“煙花”——新的恆星正在從氣體塵埃中誕生。不過,我們得保證我們人類在30億年後還存在,才能見證這番宇宙奇景!


松鼠老孫


科學家們早就預言了我們銀河系的近鄰仙女座星系正在以120千米/秒的速度向我們的銀河系快速衝擊過來!銀河系與仙女座星系的距離大約為250萬光年,按這樣的速度,大約在37億年左右與我們的銀河系迎面相撞!



有人說由於兩大星系中有足夠大的空間,所以銀河系與仙女座星系其實不是相撞只是融合而已,也就是說星體和星體之間不會相撞,只是相互融合而已!但要我說並不一定!原因是這些只是推測,誰也沒有見到過兩個龐大的星系相撞時的景象!

我們知道,銀河系有2000億顆左右的恆星,而仙女座星系要比銀河系大的多,其恆星也要有幾千億吧,試想這麼多的恆星迎面而來,既使空間再大,也存在相撞的幾率吧!在看看我們身邊,月球、地球包括太陽系的具有固體表面的星球,誰身上不是佈滿了大大小小的隕石坑?所以我說它們不但能融合,而且還能結結實實在在的相撞!



如果真是這樣,那麼在37億年後會是什麼樣子呢?那時,首先接觸的是兩個星系的邊緣部分,由於邊緣部分的星體相對比較稀少,所以撞擊的幾率要小的多,而一旦仙女座的的中心經過我們太陽系的時候,星體撞擊的幾率大大增加,假如有一顆比太陽大幾十倍、幾百倍的恆星在運行的過程中,恰好經過我們的太陽系,瞬間,我們人類包括太陽系裡的所有行星都煙消雲散了,接著太陽也受不了這顆恆星的巨大引力,一頭撞進了這顆恆星的懷抱,這樣,這兩顆巨大的恆星也可以說是融合到了一起。但如果假設有很多大小不一比的行星闖進了太陽系,並且直接撞向了地球,巨大的撞擊力使地球快速的偏離了軌道漂向了太空,假如人類還沒有滅亡的話,他們將跟著地球在太陽系以外的黑暗的太空中旅行!不知過了多少年,我們的地球終於被一顆年輕的恆星俘獲,於是這顆載著人類的地球獲得了新生。並且在兩大宇宙重組以及撞擊的過程中又收穫了新的能源,假如在漂盪的過程中人類還沒有滅亡的話,那麼人類又可以開始新的旅程了!如果人類已經滅亡,那麼地球又可以蘊育新的生命了!


沸騰人生22520613232


別跟這些上帝才曉得的事情浪費大腦,只要不是明天,愛碰不碰,但願我們地球人的靈魂能在宇宙飄遊百億年後無處落腳,再還魂到兩個星系碰撞後產生的新星系,變成三頭六臂。死後靈魂繼續飄浮到宇宙邊緣的另一個銀河系,還魂到它擁有的一顆地球。三百億年後再繼續,再繼續。我想一月掙二萬,可惜我只是個下崗工人!?!!!


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