看完最新研究后，科學家驚呼：以前的理論錯了錯了，全錯了

自1912年以來，天文學家一直預測，我們的銀河系將與它最大的鄰居——仙女座星系發生碰撞，預計這場碰撞將在約45億年后發生。但最新研究表明，這場被稱為 “銀仙合并”（Milkomeda）的星系碰撞的可能性，比人們此前認為的要低。

乍看之下，這對相距約 250 萬光年的星系似乎必然會相撞。銀河系和仙女座正以約每小時 每秒100公里的速度相向而行。

然而，本星系群（即我們所處的宇宙角落）包含 100 個已知的較小星系。一組天文學家將其中最大的幾個星系——包括大麥哲倫云（LMC）和三角座星系（M33）——納入考量，以研究它們在未來 100 億年里，會對銀河系的命運產生多大影響。

根據周一發表在《自然?天文學》雜志上的研究，在考慮本星系群星系的引力作用，并利用哈勃望遠鏡和蓋亞太空望遠鏡的新數據進行10萬次模擬后，研究團隊發現，銀河系與仙女座在未來100億年內發生碰撞的概率約為50%。而此前認為的40億至50億年內碰撞的概率，僅約2%。

研究作者稱，銀河系與仙女座的合并將摧毀這兩個星系，最終將它們的螺旋結構變為一個拉長的星系。研究合著者、英國杜倫大學教授卡洛斯?弗倫克（Carlos Frenk）表示，其他星系的碰撞曾產生 “宇宙煙火”—— 氣體被推向合并殘骸的中心，為中央黑洞提供能量，使其釋放大量輻射，最終不可逆轉地落入黑洞。

“直到現在，我們還以為這就是銀河系的宿命，” 弗倫克說，“現在我們知道，我們很有可能避開這個可怕的命運?！?/p>

但研究作者指出，許多未知因素使得預測銀河系的最終命運變得困難。弗倫克警告稱，銀河系在20億年內與大麥哲倫云碰撞的可能性更高，這可能從根本上改變銀河系。

大麥哲倫云圍繞銀河系運行，而三角座星系是仙女座的衛星星系。

大麥哲倫云的質量僅為銀河系的15%左右，但研究團隊發現，這顆衛星星系的引力與仙女座垂直，足以改變銀河系的運動軌跡，從而降低兩個巨大星系合并的可能性。三角座星系的情況類似。

“仙女座的衛星星系M33的額外質量會將銀河系稍微拉向它，” 研究第一作者、芬蘭赫爾辛基大學天文學家蒂爾?薩瓦拉（Till Sawala）博士說，“但我們也發現，大麥哲倫云會將銀河系拉離軌道平面，使其遠離仙女座。這并不意味著大麥哲倫云會讓我們免于合并，只是讓合并的可能性降低了一些?！?/p>

此前的研究也假設了未知數據的最可能值，例如本星系群星系當前位置、運動和質量的不確定性。在這項新研究中，團隊考慮了22個不同的變量（包括這些未知因素），這些變量可能導致碰撞。

“我們進行了數萬次模擬，這使我們能夠考慮所有的觀測不確定性，” 薩瓦拉說，“因為有太多變量各自存在誤差，這些誤差累積起來，導致結果存在很大的不確定性，從而得出結論：在未來100億年內，直接碰撞的概率只有50%?！?/p>

在預測80億至100億年后可能發生的情況時，超過一半的模擬顯示，銀河系和仙女座最初會近距離擦身而過，然后繞回，最終失去足夠的軌道能量而碰撞合并成一個星系。每個星系暈（一個巨大的氣體包層）之間的首次近距離接觸，最終將導致碰撞。

“一般來說，合并很可能引發強烈的星暴，在此期間會形成許多新恒星，隨后年輕恒星爆炸和新活躍的超大質量黑洞會引發強烈的輻射期，最終完全停止恒星形成，” 薩瓦拉說，“幾十億年后，原來的銀河系和仙女座的所有痕跡都將消失，殘骸將成為一個幾乎沒有特征的橢圓星系?！?/p>

在其他模擬中，兩個星系交叉而過，沒有相互干擾。

悉尼大學天文研究所天體物理學教授杰蘭特?劉易斯（Geraint Lewis）認為，三角座星系和大麥哲倫云的引力影響這一結果很有趣。他此前曾撰寫過關于仙女座與銀河系潛在碰撞的研究。

“我們未來無法確定碰撞是否一定會發生，但這清楚地表明，人們常說的‘碰撞將摧毀銀河系和仙女座’的說法，并不像人們想象的那么明確或確定，” 劉易斯說，“但即使不是正面碰撞，而是近距離接觸，兩者之間的引力撕扯也可能讓這兩個大星系陷入糟糕的狀態?！?/p>

哈佛—史密森天體物理中心理論與計算研究所博士后斯科特?盧基尼（Scott Lucchini）表示，雖然考慮大麥哲倫云對銀河系的引力影響很重要，但新研究中最重要的方面是對不確定性的考量。

“在這里，他們從星系位置、速度和質量的不確定性中取樣，以獲得不同結果的相對概率，” 盧基尼在電子郵件中寫道，“這確實為我們描繪了未來可能發生的全貌?！?/p>

盧基尼說，星系充滿了復雜性：它們的形狀會扭曲，相互作用會改變軌道，還會以不同方式失去質量。這些復雜性使得預測變得困難。

研究作者在新論文中寫道，這本質上讓銀河系的命運 “完全未知”。

不過，薩瓦拉表示，蓋亞太空望遠鏡將于2026年夏季提供更多數據，這些測量結果將縮小仙女座在天空中移動速度和方向的部分不確定性。

研究人員稱，太陽的命運可能比星系的運動對地球的未來影響更大。

我們的太陽已有45億年歷史。根據美國國家航空航天局（NASA）的說法，當它在50億年后開始消亡時，會膨脹成一顆紅巨星，吞噬水星、金星，甚至可能吞噬地球。

“簡而言之，太陽的終結對我們星球的影響，遠比與仙女座的碰撞嚴重得多，” 薩瓦拉說，“雖然合并意味著銀河系的終結，但不一定意味著太陽或地球的終結。盡管我們的研究也表明，此前聲稱能精確預測合并后太陽系命運的研究顯然為時過早，但一般來說，星系合并期間恒星或行星之間的碰撞極其罕見。太陽的終結是確定的，而我們的研究表明，銀河系的終結絕非必然?！?/p>

薩瓦拉說，雖然團隊沒有詳細模擬大麥哲倫云與銀河系的合并，但他們發現，這兩個星系在未來20億年內 “幾乎肯定” 會發生合并，這與此前的研究一致，但影響可能比銀河系與仙女座的合并更輕微。

“銀河系與大麥哲倫云的合并不會摧毀我們的星系，但會深刻地改變它，尤其會影響我們的中央超大質量黑洞和星系暈，” 弗倫克在電子郵件中寫道。他也是2019年一篇關于潛在合并的論文的合著者。