[科普中國]-當(dāng)銀河系撞上仙女座 地球會(huì)怎樣

左圖為銀河系與仙女座星系并合過程構(gòu)想圖。圖片從左至右、從上至下依次為：現(xiàn)在、20億年后、37.5億年后、38.5億年后、39億年后、40億年后、51億年后、70億年后兩個(gè)星系并合的圖景，最終兩個(gè)星系將并合成一個(gè)巨大的橢圓星系。

兩個(gè)漩渦星系NGC 2207和IC 2163正在并合 NASA

在銀河系的歷史上，吞并其他星系也許不是什么稀奇事。近日，有天文學(xué)家表示，他們利用暗能量相機(jī)在銀河系中發(fā)現(xiàn)了11條全新的恒星流，據(jù)此推斷出銀河系瘋狂的“事跡”——曾經(jīng)吞并了11個(gè)星系。

不過再瘋狂的歷史都已是往事，即將發(fā)生的才會(huì)直接影響我們。比如，有觀測(cè)證據(jù)表明，銀河系和仙女座星系正不斷靠近，科學(xué)家推測(cè)兩者要迎面相撞，可能融合為一個(gè)更大的星系。到時(shí)，周圍的矮星系或許也會(huì)被逐漸合并，最終實(shí)現(xiàn)本星系群的大一統(tǒng)。這個(gè)消息引起眾多討論，至于觀點(diǎn)就五花八門了。有人說，這是有大事情發(fā)生，也有人說地球要滅亡吧，還有人問，撞的時(shí)候會(huì)出煙花嗎？

“相撞”“合并”，關(guān)鍵詞好厲害，聽起來“真嚇人”。但是，等一等，科學(xué)家怎么看？有沒有那么嚴(yán)重呢？

相撞？真的，不過是幾十億年以后

仙女星系是本星系群中最大的星系，正以每秒300公里的速度朝向銀河系運(yùn)動(dòng)。它與銀河系的相遇相撞將發(fā)生在30—40億年后。

說起銀河系和仙女座星系，天文愛好者們都不陌生。前者是地球所在的星系，我們最早聽到的關(guān)于星空的傳說大多源自于此；而仙女座星系因?yàn)槭蔷嚆y河系最近的大星系，一直備受矚目。仙女座星系又稱M31，距離銀河系大約250萬光年，人類1000多年前已經(jīng)觀測(cè)到仙女座星系，一度認(rèn)定為星云。直到20世紀(jì)初，天文學(xué)者才確認(rèn)仙女座星系獨(dú)立于銀河系。

要說這兩個(gè)星系有什么共同點(diǎn)的話，那就是“大”。銀河系是擁有1500億顆恒星的龐大星系，已經(jīng)夠大了吧？而仙女座星系則更大，天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)它比銀河系大了一倍，大約擁有3000億顆恒星，不僅質(zhì)量是銀河系的2倍，直徑也至少是銀河系的2倍。

根據(jù)科學(xué)家的觀測(cè)，仙女星系是本星系群中最大的星系，正以每秒300公里的速度朝向銀河系運(yùn)動(dòng)，幾年前NASA制作了一個(gè)二者碰撞合并的電腦效果圖，轟動(dòng)一時(shí)。此后很多年里，每過一段時(shí)間，銀河系和仙女座星系要相撞這件事就要在網(wǎng)絡(luò)上被“熱炒”一番。

而實(shí)際上，二者的相遇相撞將發(fā)生在30—40億年后，最后并合、融合成為一個(gè)星系更是發(fā)生在成60億年后。那時(shí)候不管是太陽系，還是我們生活的地球都已發(fā)生了巨大的變化，這是另一個(gè)大話題。所以套用天文愛好者們開玩笑的話，并合還早著呢，現(xiàn)在囤方便面還來得及。

有大事？假的，對(duì)地球影響甚微

太陽與最近的比鄰星隔著4.22光年，其它的恒星比這要更遠(yuǎn)。當(dāng)銀河系和仙女座星系相撞的時(shí)候，絕大多數(shù)的恒星都會(huì)在相互的距離間穿插而過，直接相撞的可能性非常小。

腦補(bǔ)一下，兩個(gè)大星系相撞的畫面。兩個(gè)龐大星系撞在一起的時(shí)候，二者加起來4500億顆恒星撞到了一起，畫面會(huì)不會(huì)很刺激、很驚險(xiǎn)？會(huì)不會(huì)有爆炸、會(huì)不會(huì)有宇宙火花？事實(shí)是你想多了。

國家天文臺(tái)研究員茍利軍告訴科技日?qǐng)?bào)記者，二者的相撞對(duì)地球的影響并不大。

天文學(xué)家曾經(jīng)對(duì)此做過精密計(jì)算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)星系相撞的時(shí)候，雖然二者的碰撞、合并不可避免，但恒星直接相撞的幾率竟然幾乎為零。

這聽起來有點(diǎn)不合常理？實(shí)際上，這是因?yàn)楹阈堑拿芏忍偷脑蛟斐傻摹ｋm然恒星的體積在人類眼中已經(jīng)十分龐大，但是恒星與恒星之間的空隙卻要比恒星本身大得多，比如太陽直徑約為140萬公里，但是太陽與最近的比鄰星卻隔著4.22光年，其它的恒星比這要更遠(yuǎn)。

以萬公里為單位的直徑對(duì)比光年，這差距可不是一般的大。所以，才會(huì)出現(xiàn)科學(xué)家們測(cè)算的情況，當(dāng)銀河系和仙女座星系相撞的時(shí)候，絕大多數(shù)的恒星都會(huì)在相互的空隙間穿插而過，直接相撞的可能性非常小。

在天文愛好者中頗有知名度的觸須星系就是由兩個(gè)星系合并而成。這個(gè)位于烏鴉座、距離我們4500萬光年的星系是兩個(gè)大小相似的螺旋星系發(fā)生碰撞的產(chǎn)物。

大約12億年前，觸須星系仍是分離的兩個(gè)星系。大約9億年前，NGC4038和NGC4039兩個(gè)原星系開始接觸。大約6億年前，兩個(gè)星系交錯(cuò)而過。正如天文學(xué)家們測(cè)算的那樣，因?yàn)槊芏葮O低，星系中大部分空間都是空曠的，星系間、恒星間、星際物質(zhì)之間并不會(huì)像人們想象中那樣發(fā)生激烈碰撞，兩個(gè)碰撞的原星系彼此穿透對(duì)方。等到3億年前，這兩個(gè)星系在強(qiáng)大潮汐力作用下，不斷交融，開始逐漸變成如今我們看到的模樣。

觸須星系的并合過程基本可以看出銀河系與仙女座星系未來并合的過程。

吸引總在，相撞常有，平常心喲

多數(shù)的星系在它們的一生中大概至少都會(huì)經(jīng)歷一次重大的碰撞。在大多數(shù)情況下，星系碰撞只是損失一些星系外部的恒星，它們被強(qiáng)大的引力牽扯走，然后被拋擲到太空。

在天文學(xué)家看來，相撞這件事真算不得什么大事，不僅是因?yàn)樗M(jìn)展緩慢、年代久遠(yuǎn)，也不僅是因?yàn)樾乔蜃驳揭黄鸬母怕蕵O低，更重要的是星系碰撞在宇宙中實(shí)在是相當(dāng)普遍。

茍利軍表示，相撞、融合的現(xiàn)象在天文學(xué)上稱為并合，并合過程在宇宙中非常普遍，尤其是在宇宙早期。根據(jù)科學(xué)家的研究，即便在現(xiàn)在的宇宙中，還有不少星系正在與其他星系發(fā)生并合。2017年5月，《天空與望遠(yuǎn)鏡》雜志曾刊載題為《碰撞中的星系群》一文，介紹了多個(gè)星系并合案例，展示的畫面美輪美奐。

茍利軍說，星系合并后的模樣與合并星系的質(zhì)量比值是有關(guān)系的，如果其中一個(gè)星系比另外一個(gè)星系的質(zhì)量大三倍以上，那么這樣的并合稱之為次并合，小星系會(huì)被大星系吸收掉，對(duì)主要的星系并沒有太大的影響；如果兩星系差不多，這個(gè)時(shí)候?qū)τ谛窍涤绊憰?huì)比較大。

“星系通常會(huì)成團(tuán)聚集，而星系之間的碰撞、并合正是由兩者之間的相互吸引導(dǎo)致的，”茍利軍說。

實(shí)際上，多數(shù)的星系在它們的一生中大概至少都會(huì)經(jīng)歷一次重大的碰撞。不少人認(rèn)為仙女座星系在過去就曾經(jīng)和其他星系至少發(fā)生過一次碰撞。在大多數(shù)情況下，星系碰撞只是損失一些星系外部的恒星，它們被強(qiáng)大的引力牽扯走，然后被拋擲到太空。

星系碰撞也是星系演化的關(guān)鍵，它不僅帶來毀滅，也帶來新生。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡曾在幾年時(shí)間里對(duì)30億光年內(nèi)的123個(gè)極亮紅外星系進(jìn)行搜索，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中有30%有明顯可見的多重并合?？茖W(xué)家們認(rèn)為，在宇宙早期，星系碰撞經(jīng)常發(fā)生，因而誕生出許多新的恒星。