■田野
該圖片顯示了先前預(yù)測的銀河系與鄰近的仙女座星系的融合圖,將于十幾億年后登場上演。圖片中顯示的是37.5億年后的地球夜空,仙女座(左側(cè))在夜空中已經(jīng)很壯觀,并且因潮汐力而使銀河系變得扭曲。
美國航空航天局研究員2012年5月31日宣布,他們現(xiàn)在可以確道:“在對M31與銀河系命運將近一個世紀(jì)的猜測之后,現(xiàn)在我們終于能夠清晰描繪出十幾億年后的未來了。”
這個場景就如棒球擊球手面對撲面而來的高速旋轉(zhuǎn)的快球。雖然M31的速度要比棒球快2000余倍,但也要花40億年才可能與銀河系相撞。通過電腦模擬得出的數(shù)據(jù)顯示,撞擊發(fā)生后,在巨大的引力作用下,兩個巨大星系還要花費20億年才能完全合二為一,繼而形成一個在當(dāng)時宇宙中可見的、獨立的橢圓形星系。切地預(yù)測到接下來行將影響銀河系、太陽系的重大宇宙事件:即銀河系與鄰近的仙女座大星系的超級大碰撞。
該圖片顯示兩大星系碰撞的路徑,兩大星系因巨大引力作用而相互靠近。同時顯示的還有一個較小的星系——三角星系,有可能是大碰撞的參與者。
碰撞預(yù)計在40億年以后發(fā)生,屆時,銀河系將在該事件中面臨重大重組。太陽有可能被拋到銀河系的一個新區(qū)域,而我們的地球和太陽系將不會面臨毀滅的災(zāi)難。
巴爾的摩市太空望遠(yuǎn)鏡科研所的天文學(xué)家羅蘭·馮·德·瑪瑞爾聲稱,“銀河系與仙女座星系發(fā)生迎面相撞的發(fā)現(xiàn)是與統(tǒng)計數(shù)字相一致的”。
這一結(jié)論是通過哈勃對仙女座星系(M31) 運動的艱難測量而獲得的。M31現(xiàn)距銀河系250萬光年,但是在兩個超大星系本身以及它們周圍看不見的暗物質(zhì)的共同引力作用下,M31正在不可避免地朝銀河系駛來。
STScI的桑格莫·托尼·索恩繼續(xù)說
盡管兩大星系撞在了一起,但其內(nèi)部的恒星卻不會相撞——因為距離實在太遠(yuǎn)了。然而,恒星有可能被拋到遠(yuǎn)離新星系中心的其他軌道。模擬顯示,太陽系將來距離新星系中心的距離將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于今天。
更為復(fù)雜的是,M31的小伴星——三角星系M33也將參與碰撞,并有可能與M31和銀河系融為一體。不過,M33首先撞上銀河系的可能性不大。
宇宙正在擴張并逐漸加速,因為暗物質(zhì)的存在,星系邊際的碰撞仍會時有發(fā)生。哈勃望遠(yuǎn)鏡對宇宙的深度觀測表明,星系之間的碰撞在宇宙較小時期更為常見。
一個世紀(jì)以前,研究人員甚至還沒有意識到M31是遠(yuǎn)離銀河系的一個獨立的星系。埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)了可以作為“量天尺”的可見恒星,繼而測量出了M31的大小。
哈勃繼續(xù)去發(fā)掘不斷膨脹的宇宙,因為大多數(shù)星系都在遠(yuǎn)離我們。但是人們很久以前就已經(jīng)知道,M31卻以400000千米/時的速度朝向銀河系飛來。以這個速度足可以1小時內(nèi)從地球達(dá)到月球。測量是通過多普勒效應(yīng)得出的,即通過測量M31中恒星發(fā)出的光波的變化,來推出M31在朝我們不斷推進(jìn).因為當(dāng)一個物體以另一物體為參照物做相對運動時,發(fā)出的波長和頻率會有變化。
以前,人們還不知道兩大星系的相會是何種狀態(tài):擦肩而過,小打小鬧,還是迎頭撞上?這取決于M31的切向運動。盡管一個多世紀(jì)前就著手嘗試,到目前為止人們還是沒有測量到M31在天空中的視運動。馮·德·瑪瑞爾帶領(lǐng)下的哈勃觀測團(tuán)隊對M31的視運動進(jìn)行了空前精確的觀測,并由此掃清了人們對于星系撞擊以及融合的疑慮。
STScI成員安德森說:“我們對星系選定區(qū)域進(jìn)行長達(dá)5年~7年的反復(fù)觀測才得出了這一結(jié)論。”
紐約哥倫比亞大學(xué)的葛提納·柏斯拉說:“通過場景模擬得出的最壞情形是,M31迎頭撞向銀河系,恒星都被拋離原軌道,兩大星系的恒星都擠成一團(tuán),銀河系也因恒星軌道都接近圓形而失去其扁平的外形。兩大星系的核心相互融合,恒星被拋至隨機軌道,繼而生成橢圓形的新星系。”
空間維修更新了哈勃望遠(yuǎn)鏡,為之提供了功能更為強大的相機,使科研人員有足夠時間來完成能最終敲定M31視運動的重要測量。哈勃觀測結(jié)果以及關(guān)于融合的預(yù)測將以三篇文章的形式出現(xiàn)在即將出版的《天體物理》期刊上。
這一組圖片顯示了銀河系與仙女星系相撞、融合的預(yù)測圖。第一排,左:當(dāng)前的夜空;右:20億年以后逐漸靠近的M31的底盤看起來比先前要大。第二排,左:37.5億年后,M31在夜空中已相當(dāng)壯觀;右:38.5億年后因恒星生成而變得絢爛的夜空。第三排,左:39億年后,恒星繼續(xù)生成;右:40億年后M31與銀河系因潮汐力量變得扭曲。第四排,左:51億年后,M31與銀河系的內(nèi)核像兩個明亮的球體;右:70億年后,融合的兩大星系形成了一個巨大的橢圓形星系,其明亮的內(nèi)核照亮了整個夜空。