在可觀測宇宙里的眾多星系里,銀河系并不算特別大,就算在本星系群中,銀河系也只能排到第2名,而第1名則是距離我們大約254萬光年的仙女座星系,這個星系擁有大約1萬億顆恒星,其質(zhì)量約為銀河系的1倍,直徑至少是銀河系的1.6倍。
早在2012年,科學(xué)家就根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測到的數(shù)據(jù),確定了仙女座星系相對于銀河系的運動狀態(tài),并據(jù)此判斷出,仙女座星系將會在未來撞上銀河系,而發(fā)生碰撞的時間大約在30億年至40億年之后。
然而NASA的一項名為“AMIGA”(仙女座中的電離氣體吸收圖)的研究項目卻提出了不同的觀點,在發(fā)表在《天體物理學(xué)》的文章中。NASA科學(xué)家指出:他們通過哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn),仙女座星系已經(jīng)撞上了銀河系。也就是說,這種觀點將兩大星系碰撞的時間提前了30億年!
這是怎么回事呢?
在星系的外圍普遍存在著一種被稱為“光暈”(halo)的結(jié)構(gòu),其主要構(gòu)成物質(zhì)是離子化的氣體,除此之外,還存在著一些塵埃以及微流星,甚至還有少量的恒星,通常情況下,它們會在星系引力的作用下形成一個大體上呈球狀的結(jié)構(gòu),將星系的主體包裹在其中。
與星系的主體相比,“光暈”的范圍要大很多,根據(jù)科學(xué)家的估算,銀河系的“光暈”直徑是銀河系扁平主體的50倍以上,上圖為銀河系的“光暈”,可以看到,這個龐大的結(jié)構(gòu)甚至將大麥哲倫星云(LMC)和小麥哲倫星云(SMC)都深深地包裹住了。
那么仙女座星系的“光暈”有多大呢?由于星系的“光暈”自身所發(fā)出的輻射極低,很難直接測量,因此NASA科學(xué)家采用了一種間接的測量方法。
在仙女座星系的“背后”,存在著43個類星體,它們是宇宙中已知的最明亮的天體,其發(fā)出的光線在穿過仙女座星系的“光暈”時,會被其中的物質(zhì)“有選擇地吸收”,從而出現(xiàn)特定的變化,通過這種變化的分析,科學(xué)家就可以知道“光暈”的形狀以及大小。
科學(xué)家利用哈勃望遠(yuǎn)鏡對這些類星體發(fā)出的光線進(jìn)行了深入分析之后,得出的結(jié)果是:仙女座星系的“光暈”具有兩個嵌套氣體殼層,其“內(nèi)殼”向外延伸了大約50萬光年,而其“外殼”的延伸范圍則可以高達(dá)200萬光年,而這也就意味著,仙女座星系的“光暈”已經(jīng)與銀河系的“光暈”發(fā)生了觸碰。
(上圖描繪了在“光暈”可見的情況下,地球上所看到仙女座星系)
所以對于NASA科學(xué)家給出的這種觀點,一個簡單的解釋就是,仙女座星系的外圍結(jié)構(gòu)已經(jīng)撞上了銀河系的外圍結(jié)構(gòu),而這兩者的主體部分發(fā)生碰撞,仍然是在30億年至40億年之后才會發(fā)生。
仙女座星系與銀河系的碰撞,對地球有什么影響?
計算機(jī)模型顯示,當(dāng)仙女座星系與銀河系的主體發(fā)生碰撞時,它們并不會直接撞在一起,而是反復(fù)地穿過彼此,最終在引力的作用下合并成一個巨大的橢圓星系。
大概情況如上圖所示,值得一提的是,在這兩大星系發(fā)生碰撞時,本星系群里的第三大星系——三角座星系(M33)會被新形成的星系捕獲,從此成為這個龐大星系的“附庸”。
看到這里,相信有人已經(jīng)聯(lián)想到太陽與另一顆恒星發(fā)生碰撞的場景了,可以想象的是,如果真是這樣,那屆時地球上的眾多生命可就慘了。
然而實際上這樣的情況卻幾乎不可能發(fā)生,因為宇宙中恒星之間的距離比我們想象中的要大得多。
在銀河系中,即使是距離太陽最近的恒星——比鄰星,也遠(yuǎn)在4.22光年之外,如果將太陽縮小為一顆直徑1厘米的玻璃球,那么按相同比例來縮小的話,比鄰星就是位于大約287公里之外的另一顆玻璃球,并且其直徑僅有大約0.14厘米。
仙女座星系的恒星密度其實也與銀河系差不多,由此可見,在恒星密度如此低的情況下,恒星之間發(fā)生直接碰撞的概率可以說是微乎其微。
但這并不是說這兩大星系的碰撞不會給地球帶來影響,因為雖然太陽幾乎不可能與其它的恒星發(fā)生碰撞,但是恒星之間的引力作用卻不容小覷。
可以想象的是,當(dāng)一顆或者多顆恒星近距離掠過太陽的時候,其巨大的引力就很可能會讓太陽系外圍的眾多小天體偏離穩(wěn)定的運行軌道,從而讓地球遭到小天體撞擊的風(fēng)險大幅提高,而假如其它的恒星離得更近,地球都有可能偏離自己的運行軌道,甚至直接飛出太陽系。
好消息是,人類至少還有30億年的時間,而如果在30億年之后地球上仍然有人類,那么他們的科技早已高得不像話,相信屆時的人類可以輕松應(yīng)對“仙女撞銀河”這一難題。