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銀河系與仙女系是迎面而撞還是追尾相撞?有哪些科學依據?
哈勃常數告訴我們,遙遠的天體都在互相遠離,為什麼銀河系和仙女星系還會相撞?難道偉大的天文學家哈勃的觀測有誤?既然銀河系和仙女星系相撞了,那麼誰告訴我們它們是迎頭撞一起還是前後追尾又或者側面刮擦,都是一個非常有趣的話題,我們來探討下。
一、所有天體都在遠離,為什麼有星系會相撞?
1、宇宙在以多快的速度膨脹?
天文學家哈勃和米爾頓·修默生在上世紀二十年代近十年的觀測,在1929年以公式化的形式發表了遙遠天體的紅移指數,這被認為是宇宙膨脹的最有效的證據!哈勃常數在釋出之處的550到2013年歐空局普朗克衛星測定的67.8,歷經數十次修正與變化,因為在更先進的觀測技術以及宇宙中新的參考天體發現後,對哈勃常數進行了修正,最終確定的數字大約在65-75之間!不過到限制為止,依然沒有一個精確的數字,因為各種技術測量的結果仍然有些許差異!
但在大多數案例中,選用的哈勃常數一般都普朗克衛星的觀測資料:67.8千米/秒/百萬秒差距,這個含義是宇宙在每隔百萬秒差距(326萬光年)的距離上膨脹速度增加67.8千米/秒。
2、在宇宙膨脹的背景下,銀河系與仙女星系遠離速度是多少?
仙女星系和銀河系是本星系群是前兩大星系,兩者相距254萬光年,仙女星系的直徑為22萬光年,銀河系直徑為10萬光年(後修正為20萬光年)!
但大家都知道,銀河系和仙女星系正以110千米/秒的速度在靠近,預計約在40億年後碰撞,這幾乎是大家的共識!
當然這並不影響宇宙膨脹在銀河系與仙女星系之間廣袤的宇宙中發生,根據哈勃常數,我們計算得宇宙在254萬光年內的膨脹速度約為:52.826千米/秒,簡單的說假如沒有宇宙膨脹,銀河系與仙女星系接近的速度將會提高至162.826千米/秒,如果在這個速度下,那麼兩者相撞的時間將會提前到28億年以後!
二、銀河系和仙女星系是迎頭碰撞還是追尾,又或者是刮擦?
天文學家研究了2018年4月份蓋亞釋出的第二套資料,結合了HST(哈勃空間望遠鏡)以及VLBI(甚長基線干涉陣列)兩者對本星系群的觀測與測量,試圖在仙女星座和三角星系與銀河系三個本星系群中最大的三個個體的運動方式!
在測量了M31(仙女星系)精確的自轉以及速度後(如果沒有蓋亞,也許要100年資料積累),天文學家確定了三個星系在宇宙三維空間中的運動方式,並且計算出了數十億年後三個星系的運動軌跡!確定了三角座星系不可能被仙女星系吞沒,也不會一直圍繞仙女星系公轉,它會一個怪異的軌道從仙女星系外側廣袤空間繞過,前往銀河系當前位置的後方!如下圖:
從天文學家分析的結果來看,仙女星系和銀河系的運動方式與早先軌跡的有些差異,至少它們不會迎頭相撞,而是會以側面的方式發生刮擦,隨後兩者相互環繞,經歷一個極其複雜的合併模式之後,最終可能形成一個巨大的橢圓星系!
上圖是銀河系與仙女星系合併的過程,整個過程大約需要20-30億年。
將數十億年的合併過程用幾秒的GIF展現出來!
三、星系相撞,地球能倖存下來嗎?
在印象中,天體相撞總是伴隨著天文數字般的能量釋放,比如白矮星相撞,或者中子星相撞,甚至是黑洞合併等,後兩者還是引力波觀測的重要目標,但星系碰撞從來都只會靜悄悄的發生,因為恆星之間的距離實在太遠了,比如距離太陽最近的恆星也有4.22光年,即使銀心核球處,恆星之間的平均距離也達到了1000AU,也就是1500億千米以上!因此星系合併過程中的,星系內的絕大多數成員是非常安全的,我們唯一要擔心的可能是仙女星系和銀河系中心的黑洞合併,它也許會發出強烈的伽瑪射線暴,繼而影響整個星系!
這些形狀怪異的星系正在合併中,不要驚訝,並不會發生什麼特別的情況,一切都在靜悄悄的過程中發生!
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3 # 宇宙探索
只能說,目前對於銀河系仙女座星系相撞的說法都是基於目前的認知下的猜測,那是幾十億年以後的事情,很難準確地判斷是否會發生!
我們都知道宇宙一直在加速膨脹,按理說銀河系仙女座星系應該加速遠離才對,不過由於兩大星系之間引力運用相對大於暗能量的作用,使得兩個星系之間相互靠近,經過漫長的時間後會發生碰撞!這與宇宙整體的膨脹並不矛盾,只是區域性的個別事件!
目前兩個星系的相互靠近速度為110公里每秒,預計35億年後兩個星系會相撞,由於引力作用更大,應該是迎頭相撞,不過很可能不會正面相撞而會是一側的相撞!
其實,說兩大星系相撞並不嚴謹,更準確的說法應該是融合,因為這個相撞過程(暫且先這麼叫)非常漫長,可以達到數十億年之久,整個過程是非常漫長的!
比如銀河系就一直在融合周邊的矮星系,我們根本無法感覺到。所以也不用擔心銀河系仙女座星系相撞會給我們帶來什麼影響,我們甚至都感覺不到。當然,幾十億年的時間也在漫長了,人類能不能存活那麼久還是未知數!
回覆列表
銀河系和仙女星系不管是迎頭相撞還是追尾相撞,對我們的地球而言都不是好事。
在網上銀河系和仙女座要發生碰撞的文章有很多,有30億年後碰撞的,也有70億年後碰撞的,但總體來說銀河系和仙女座都會發生碰撞的,只是時間的準確率的問題。不過到底會不會發生碰撞這個只有未來人知道!
空間膨脹是宇宙整體的趨勢,但星系之間,由於相互距離太近彼此的引力作用並不隨宇宙膨脹而相互遠離,雖然星系在各自的星系團中運動,但由於星系團和星系團之間會產生的強大引力,在合適的距離下可能會產生親密接觸,甚至直接發生碰撞。不過,對於兩個彼此相距非常遙遠的星系或者星系團,由於它們之間空間膨脹的速度遠遠超過了星系或星系團在空間中的移動速度,它們的運動軌道很難重合,發生碰撞這個機率只幾萬億分一。在宇宙中還存在一種未知的暗能量驅動宇宙加速膨脹,很多星系團,都會被宇宙膨脹的趨勢所拆散,星系與星系之間的距離會越來越遠。星系之間想要發生碰撞,這種機率在未來更加不易出現!
如果拋棄以上觀點,銀河系和仙女星系如果真的就發生了碰撞呢?1、正面碰撞,正面碰撞速度非常快,由於各自星系空間都非常大,天體之間都以光年計算,所以,相互將對穿擦肩而過,但由於引力的原因,有些天體軌道可能發生改變。2、追尾碰撞,發生這種情況,事態可能有點嚴重,比如是銀河系追尾仙女星系,表面看仙女星系和銀河系差不多,但從星系中的天體質量來看,仙女星系的質量比銀河系大的多,就像我們生活中,一個是坦克一個是麵包車,其後果可想而知。當然,這個誰也說不清。
3、側面碰撞,從表面看側面碰撞有可能是刮蹭,或皮外傷,其實不然,由於星系周邊的天體質量一般都比較薄弱,天體也不是很大,一旦側面碰撞受衝擊後潰縮幅度小,衝擊力度的緩衝更小,雖然對星系中心無影響,但對星系的外圍的天體無異是一場毀滅性打擊,比如我們的太陽系就處在銀河系四環的邊上,最先遭殃的應該就是我們的太陽系或周邊的天體。