银河系可能毕竟不会撞上仙女座星系

“就目前而言,我们银河系即将灭亡的宣言似乎被大大夸大了。”

这就是结论科学家们已经达到在重新审视了我们认为已成定局的可能性之后:巨星的最终碰撞,银河系和仙女座星系之间的碰撞。

由赫尔辛基大学(University of Helsinki)的天体物理学家蒂尔·萨瓦拉(Till Sawala)领导的一组科学家计算出,在未来100亿年里,两个星系之间发生碰撞的几率非常接近50%。

换句话说,碰撞的可能性与星系彼此擦肩而过的可能性一样大,就像永恒宇宙之夜中的船只一样。

“我们没有发现以前的计算是错误的——恰恰相反,当我们从相同的假设开始时,我们会重现早期的结果,”Sawala 告诉 ScienceAlert。

“然而,我们现在发现,早期对银河系-仙女座大星系碰撞的预测只是几种可能性中的一种。当然,本星系群的命运并不是混乱的——有了更好的数据,银河系和仙女座大星系群是否会合并的问题将有一个明确的答案,所以我们的研究肯定不会是这个问题的最终决定。

银河系-仙女座大星系碰撞科学家们已经预测了多年,估计发生在大约 45 亿年的时间范围内。预测的两个星系的融合被称为”Milkomeda“,并且一直被认为是几乎是不可避免的.

然而,银河系和仙女座大星系并不是宇宙中这个小角落的唯一物种。它们属于距离银河系约 500 万光年半径内的一小群星系,被称为本地组.银河系和仙女座星系是最大的成员星系,但在对未来进行建模时,还需要考虑相当多的其他天体。

Sawala 和他的同事从哈勃和盖亚太空望远镜获取了最新数据,以及对本星系群中四个质量最大的天体——银河系、仙女座、三角座星系(M33) 和大型麦哲伦星云(LMC) 的

然后,他们开始运行未来 100 亿年的模拟,添加和删除星系,看看这如何改变结果。

“几乎所有的天体物理学,实际上是我自己之前的所有工作,都集中在试图理解过去——我们是如何走到这一步的,以及为什么。这有充分的理由,但我认为思考未来也很有趣,“Sawala 解释说。

“最初,我有动力去了解更广泛的宇宙环境对银河系与仙女座相遇的潜在影响,但正如我们所展示的,即使在相对简单的三体或四体系统中,实际上也存在很多复杂性和不确定性。”

他们的结果表明,M33 和 LMC 的存在极大地改变了银河系和仙女座大星系之间碰撞的可能性。当只有两个大型螺旋星系时,合并发生在略低于一半的模拟运行中。

M33 的加入将合并概率增加到三分之二。取出 M33 并添加 LMC 则起到相反的作用,将概率降低到三分之一。

当所有四个星系都存在时,银河系和仙女座大星系在 100 亿年内合并的概率略高于 50%。

仙女座大星系与银河系平面相撞的插图。(美国宇航局、欧洲航天局、Z. Levay 和 R. van der Marel/STScI、T. Hallas 和 A. Mellinger)

“我们发现基本上有两种类型的结果,”Sawala 说。

“银河系和仙女座大星系要么在第一次相遇(第一次'近中心')时就足够接近两者之间的动态摩擦暗物质光晕会将轨道拖到最终的合并中,这很可能发生在 100 亿年之前,或者它们不够接近,在这种情况下,动力学摩擦是无效的,此后它们仍然可以在轨道上运行很长时间。

之所以选择 100 亿年的时间框架,是因为它远远超出了预测合并发生的时间框架,但你越是试图窥视未来,就越难预测。那是因为其他无法预测的因素可能会发挥作用;你走得越远,这些因素出现的可能性就越大。

然而,这远非此事的最终决定。尽管我们现在可以访问一些相当出色的数据,但正在进行的观测和未来的仪器将能够改进对局部组中物体的运动和质量的测量,以便为将来更详细的模拟提供信息。

“我们工作的主要结果是,我们星系的未来演化和最终命运仍然存在很大的不确定性,”Sawala 说。

“当然,作为一名在职的天体物理学家,最好的结果是那些激励未来研究的结果,我认为我们的论文为更全面的模型和更精确的观测提供了动力。”

该研究已发表在自然天文学.

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