正在发生,银河系已被麦哲伦星系撕裂,20亿年后可威胁地球

2020年12月16日05:10:21 科学 1265

目前我们的宇宙在膨胀,像是一个正在被吹起的气球,或者像是一个正在烤箱里发酵的面包,宇宙中的星系就像是贴在气球表面的硬币,或者像是面包里的葡萄干;

随着宇宙空间的膨胀,星系之间的距离会越来越远,而这种关系是,离我们越远的星系,它远离我们的速度就越快。

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宇宙膨胀的事实是1929年哈勃通过观察星系中的变星、以及星光发生红移的事实得出的。也就是说未来我们的宇宙会膨胀成一个更大的空间,里面的物质密度会越来越低;

当所有的星系逐渐远离我们,它们远离我们的速度也会逐渐超过光丝,这就意味着我们现在能够看到的星系,以后绝大部分都会在我们的视野中消失。

但是宇宙除了膨胀以外,还有另外一个事实也正在发生。那就是宇宙每时每刻都经历着星系的合并,未来我们的银河系也会经历同样的命运。

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你可能困惑的是,刚才不是说宇宙在膨胀吗?星系应该会互相远离,那为什么宇宙还会发生星系合并的事件呢?

宇宙膨胀确实为真,星系远离也没有错,但是别忘了宇宙中的物质在引力的作用下也形成很多的大型结构。

例如我们的太阳系就是银河系中的一眼,它受到了银河系中心引力的作用,宇宙空间在膨胀,但不会拆散太阳系和银河系的引力关系;

同样的银河系和仙女座星系,以及三角座星系、大小麦哲伦星系等数十个星系在引力的作用下也组成了一个大家庭,称为本星系群。

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在这星系群中,银河系和仙女座星系大体上除了中心的位置,其余的矮行星都绕着这两个星系运行,其中大小麦哲伦星系就是银河系的卫星星系,绕着银河系公转。

很明显像本星系群这样的引力结构,宇宙的空间膨胀是无法将它们拆解开来的。在宇宙中,正是这些已经被引力互相束缚住的星系,未来它们都会发生合并,成为一个更大的椭圆星系。

因此可以预见的是,未来本星系群中的所有星系都会融合在一起,据估计大小麦哲伦星系和银河系碰撞融合的时间大约为20亿年后,仙女座和银河系碰撞的时间大约为37亿年后,这些合并时间形成的更大的星系结构,会逐渐横扫周围受引力作用的所有星系。

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到时本星系群就会变成一个星系,我们可以叫它仙女-银河系。而随着宇宙的膨胀,那些没有被引力舒服的星系,会逐渐的远离我们,并且消失。

如果到时地球上还有智慧生命的话,它们在天空上看到的一切天体、以及发生的所有事件都在仙女-银河星系的范围内;

如果它们看向自己星系以外的空间,就会发现宇宙中除了自己的星系外,一片黑暗,什么也没有。到时他们会得出这样的结论,宇宙除了一望无际黑暗的空间,就只有一个星系...

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最近发表在《自然·天文学》杂志上的一篇论文显示,大麦哲伦星系已经开始影响银河系的运动和结构了。

科学家发现银河系的边缘的气体、尘埃已经被环绕它运行的大麦哲伦星系暗物质晕强大的引力拉扯,导致其形状发生了改变。

不过这个发现并不是意味着两个星系将要合并,而是大麦哲伦星系正常的从最接近银河系的位置(50Kpc,大约为16万光年)快速掠过,对银河系的结构产生了引力印象。

而且在如此遥远的距离上还不至于影响到银河系的整体结构,毕竟银河系的质量比大麦哲伦星系大了10倍,就算是碰撞合并,肯定是大麦哲伦星系首先被银河系强大的潮汐引力解体,然后被吞噬。

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科学家说,这次的发现可以让我们了解到大麦哲伦星系在历史上掠过银河系的时候,对银河系运动和结结构的影响。

大麦哲伦星系在掠过银河系的时候运动速度非常快,达到了每秒370公里,并且快速的牵引拉扯着银河系周围的物质。

导致了银河系周围的物质被拉出,撕扯甚至扭曲。通过观察两个星系之间的引力作用,未来我们能够对银河系和大麦哲伦星系的引力进行和好的建模,并且研究两个星系的暗物质分布。

那么想必你更关心的事情是,当两个星系发生合并的时候会发生什么?会不会影响到地球?

星系是宇宙中的星星岛屿,包含的恒星数量数千亿,还有像是黑洞、中子星、白矮星这些恒星残骸,质量占比更大的气体和尘埃,所以说星系合并在宇宙中算的上是一件最大的超级事件。

未来我们银河系和大麦哲伦星系,以及仙女座星系合并会发生什么,我们现在并不能得知。但是我们可以看看宇宙中现在正在发生的合并事件,就能看到未来我们星系会发生什么!

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上图中间最大的星系是NGC 6872,质量相当于银河系的4倍,右下的小星系为IC 4970,跟银河系的大小相当。

这两个星系的合并是由双子座望远镜拍摄到的。

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上图红色箭头的位置可以清楚的看到星系NGC 6872螺旋尾部的恒星、气体已经在引力作用下被拉扯了出现。

就像是大麦哲伦星系拉扯银河系边缘的物质一样,不过没有这么严重。

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上图可以看到在两个星系的中心有非常明亮的射电源,这其实就是星系中心的黑洞,不过那个小星系IC 4970的中心竟然出现了两个射电源,说明它的中心有两个相互环绕的黑洞。

未来当这两个星系合并以后,这三个黑洞也会融合在一起,形成一个更大的且更加活跃的黑洞。

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除了以上两个相互合并的星系以外,在宇宙中还有很多正在合并的星系。在两个星系合并的时候,会因为引力的扰动,破坏星系之前的螺旋结构,使得星系中恒星的运行速度位置发生非常大的变化。

也就是说,如果未来我们银河系和其他星系发生合并的话,我们在天空中看到的星座就会短时间内很快的变形。

而且当两个星系合并的时候,由于引力的扰动会导致星系内的气体快速的形成新的恒星,整个星系的恒星形成过程会非常快速和剧烈,使得星系变为一个星爆星系;

不仅恒星形成的速度快,而且死亡的速度也会加快,中子星、白矮星合并的速度同样会加快,导致整个星系会非常频繁快速的爆发超新星爆炸。

到时我们的天空看起来就会像白天一样明亮;

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上图就是银河系和仙女座星系合并时候,我们会在地球上看到情景,由于碰撞发生的时候星系中的物质会非常混乱,并且要经历长时间的重新组合;

到时有一些流浪天体闯进太阳系的几率会大幅增加,这些天体会影响太阳系内天体轨道的稳定,当然对地球会造成威胁。

如果没有外来天体的影响,星系中高频率的爆发高能事件,也会让地球遭受到非常大的辐射危害,到时地球上得生命肯定不得安宁。

最为重要的是,一个研究团队在2019年得出结论,大麦哲伦星系在大约20亿年后与银河系合并以后,会激活银河系中心黑洞,因为大麦哲伦星系中心也有一个200万倍太阳质量的黑洞;

两个黑洞合并,再加上星系物质重组,会使得合并后的黑洞变成一个经常会爆发物质喷流超级黑洞。

使得合并后的星系拥有一个活跃的星系核或类星体。这对地球来说并不是一件好事。

论文:Detection of the Milky Way reflex motion due to the Large Magellanic Cloud infall

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