正在發生,銀河系已被麥哲倫星系撕裂,20億年後可威脅地球

2020年12月16日05:10:21 科學 1265

目前我們的宇宙在膨脹,像是一個正在被吹起的氣球,或者像是一個正在烤箱里發酵的麵包,宇宙中的星系就像是貼在氣球表面的硬幣,或者像是麵包里的葡萄乾;

隨着宇宙空間的膨脹,星系之間的距離會越來越遠,而這種關係是,離我們越遠的星系,它遠離我們的速度就越快。

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宇宙膨脹的事實是1929年哈勃通過觀察星系中的變星、以及星光發生紅移的事實得出的。也就是說未來我們的宇宙會膨脹成一個更大的空間,裏面的物質密度會越來越低;

當所有的星系逐漸遠離我們,它們遠離我們的速度也會逐漸超過光絲,這就意味着我們現在能夠看到的星系,以後絕大部分都會在我們的視野中消失。

但是宇宙除了膨脹以外,還有另外一個事實也正在發生。那就是宇宙每時每刻都經歷着星系的合併,未來我們的銀河系也會經歷同樣的命運。

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你可能困惑的是,剛才不是說宇宙在膨脹嗎?星系應該會互相遠離,那為什麼宇宙還會發生星系合併的事件呢?

宇宙膨脹確實為真,星系遠離也沒有錯,但是別忘了宇宙中的物質在引力的作用下也形成很多的大型結構。

例如我們的太陽系就是銀河系中的一眼,它受到了銀河系中心引力的作用,宇宙空間在膨脹,但不會拆散太陽系和銀河系的引力關係;

同樣的銀河系和仙女座星系,以及三角座星系、大小麥哲倫星系等數十個星系在引力的作用下也組成了一個大家庭,稱為本星系群。

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在這星系群中,銀河系和仙女座星系大體上除了中心的位置,其餘的矮行星都繞着這兩個星系運行,其中大小麥哲倫星系就是銀河系的衛星星系,繞着銀河系公轉。

很明顯像本星系群這樣的引力結構,宇宙的空間膨脹是無法將它們拆解開來的。在宇宙中,正是這些已經被引力互相束縛住的星系,未來它們都會發生合併,成為一個更大的橢圓星系。

因此可以預見的是,未來本星系群中的所有星系都會融合在一起,據估計大小麥哲倫星系和銀河系碰撞融合的時間大約為20億年後,仙女座和銀河系碰撞的時間大約為37億年後,這些合併時間形成的更大的星繫結構,會逐漸橫掃周圍受引力作用的所有星系。

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到時本星系群就會變成一個星系,我們可以叫它仙女-銀河系。而隨着宇宙的膨脹,那些沒有被引力舒服的星系,會逐漸的遠離我們,並且消失。

如果到時地球上還有智慧生命的話,它們在天空上看到的一切天體、以及發生的所有事件都在仙女-銀河星系的範圍內;

如果它們看向自己星系以外的空間,就會發現宇宙中除了自己的星系外,一片黑暗,什麼也沒有。到時他們會得出這樣的結論,宇宙除了一望無際黑暗的空間,就只有一個星系...

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最近發表在《自然·天文學》雜誌上的一篇論文顯示,大麥哲倫星系已經開始影響銀河系的運動和結構了。

科學家發現銀河系的邊緣的氣體、塵埃已經被環繞它運行的大麥哲倫星系暗物質暈強大的引力拉扯,導致其形狀發生了改變。

不過這個發現並不是意味着兩個星系將要合併,而是大麥哲倫星系正常的從最接近銀河系的位置(50Kpc,大約為16萬光年)快速掠過,對銀河系的結構產生了引力印象。

而且在如此遙遠的距離上還不至於影響到銀河系的整體結構,畢竟銀河系的質量比大麥哲倫星系大了10倍,就算是碰撞合併,肯定是大麥哲倫星系首先被銀河系強大的潮汐引力解體,然後被吞噬。

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科學家說,這次的發現可以讓我們了解到大麥哲倫星系在歷史上掠過銀河系的時候,對銀河系運動和結結構的影響。

大麥哲倫星系在掠過銀河系的時候運動速度非常快,達到了每秒370公里,並且快速的牽引拉扯着銀河系周圍的物質。

導致了銀河系周圍的物質被拉出,撕扯甚至扭曲。通過觀察兩個星系之間的引力作用,未來我們能夠對銀河系和大麥哲倫星系的引力進行和好的建模,並且研究兩個星系的暗物質分佈。

那麼想必你更關心的事情是,當兩個星系發生合併的時候會發生什麼?會不會影響到地球?

星系是宇宙中的星星島嶼,包含的恆星數量數千億,還有像是黑洞、中子星、白矮星這些恆星殘骸,質量佔比更大的氣體和塵埃,所以說星系合併在宇宙中算的上是一件最大的超級事件。

未來我們銀河系和大麥哲倫星系,以及仙女座星系合併會發生什麼,我們現在並不能得知。但是我們可以看看宇宙中現在正在發生的合併事件,就能看到未來我們星系會發生什麼!

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上圖中間最大的星系是NGC 6872,質量相當於銀河系的4倍,右下的小星係為IC 4970,跟銀河系的大小相當。

這兩個星系的合併是由雙子座望遠鏡拍攝到的。

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上圖紅色箭頭的位置可以清楚的看到星系NGC 6872螺旋尾部的恆星、氣體已經在引力作用下被拉扯了出現。

就像是大麥哲倫星系拉扯銀河系邊緣的物質一樣,不過沒有這麼嚴重。

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上圖可以看到在兩個星系的中心有非常明亮的射電源,這其實就是星系中心的黑洞,不過那個小星系IC 4970的中心竟然出現了兩個射電源,說明它的中心有兩個相互環繞的黑洞。

未來當這兩個星系合併以後,這三個黑洞也會融合在一起,形成一個更大的且更加活躍的黑洞。

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除了以上兩個相互合併的星系以外,在宇宙中還有很多正在合併的星系。在兩個星系合併的時候,會因為引力的擾動,破壞星系之前的螺旋結構,使得星系中恆星的運行速度位置發生非常大的變化。

也就是說,如果未來我們銀河系和其他星系發生合併的話,我們在天空中看到的星座就會短時間內很快的變形。

而且當兩個星系合併的時候,由於引力的擾動會導致星系內的氣體快速的形成新的恆星,整個星系的恆星形成過程會非常快速和劇烈,使得星系變為一個星爆星系;

不僅恆星形成的速度快,而且死亡的速度也會加快,中子星、白矮星合併的速度同樣會加快,導致整個星系會非常頻繁快速的爆發超新星爆炸。

到時我們的天空看起來就會像白天一樣明亮;

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上圖就是銀河系和仙女座星系合併時候,我們會在地球上看到情景,由於碰撞發生的時候星系中的物質會非常混亂,並且要經歷長時間的重新組合;

到時有一些流浪天體闖進太陽系的幾率會大幅增加,這些天體會影響太陽系內天體軌道的穩定,當然對地球會造成威脅。

如果沒有外來天體的影響,星系中高頻率的爆發高能事件,也會讓地球遭受到非常大的輻射危害,到時地球上得生命肯定不得安寧。

最為重要的是,一個研究團隊在2019年得出結論,大麥哲倫星系在大約20億年後與銀河系合併以後,會激活銀河系中心黑洞,因為大麥哲倫星系中心也有一個200萬倍太陽質量的黑洞;

兩個黑洞合併,再加上星系物質重組,會使得合併後的黑洞變成一個經常會爆發物質噴流超級黑洞。

使得合併後的星系擁有一個活躍的星系核或類星體。這對地球來說並不是一件好事。

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

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