在過去的幾十年里,科學家都認為40億年后,仙女座星系將會與我們的銀河系發生一場毀滅性的碰撞,兩者將在引力的無情拉扯下,花費數十億年的時間,最終合并成一個更龐大、更古老的橢圓星系。
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但最新研究發現,這個我們以為“注定”的結局,其發生的概率可能已經大幅度下降了。
在19世紀甚至到20世紀初,那時候的人們普遍認為,我們目之所及的整個宇宙,有且只有銀河系。那些在望遠鏡中看到的、如同幽靈般旋轉的“星云”,被認為是銀河系內部正在形成的氣體結構。
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直到1923年,美國天文學家埃德溫·哈勃,利用當時全球最強大的胡克望遠鏡,指向了那團位于仙女座方向的、最著名的“星云”,他所看到的粉碎了人類的宇宙觀。
他發現在那團云霧的邊緣,居然解析出了獨立的恒星,更重要的是,他找到了“造父變星”,一種可以用來測量宇宙距離的“標準蠟燭”,通過測量這些恒星的亮度與脈動周期,他計算出了一個驚人的數字:這團“星云”遠在250萬光年之外,遠遠超出了銀河系的邊界。
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“仙女座星云”不是星云,它是一個和銀河系一樣龐大、甚至更大的“星系島嶼”,這個發現直接粉碎了“銀河系就是整個宇宙”的舊觀念,宇宙的尺度在瞬間被放大了億萬倍,也正是從那一刻起,天文學家們開始以前所未有的熱情,測量這些“新發現”的星系的運動軌跡,他們想知道,這些星系是在遠離我們,還是在靠近我們。
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通過觀測光譜,科學家們發現了一個普遍規律:絕大多數星系的光譜線都向著波長更長的“紅端”偏移,這意味著它們正在遠離我們,這就是宇宙膨脹的偉大證據。
但仙女座星系卻是個令人不安的例外,早在1912年天文學家維斯托·斯里弗在觀測仙女座光譜時,就發現了這個奇怪的現象:它的光譜線出現了“藍移”,“藍移”意味著它正朝我們而來。
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在隨后的數十年中,多次觀測都證實了這個結果:仙女座星系正在引力的作用下,以大約每秒110公里的恐怖速度,筆直地沖向銀河系。
2012年哈勃太空望遠鏡的團隊通過極其精密的測量,首次捕捉到了仙女座星系中恒星的微弱橫向運動,他們得出的結論是,仙女座的橫向運動速度極小,大約僅為每秒17公里,這個速度用天文學家的話說,就是“小到可以忽略不計”。
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結合了徑向速度、極小的橫向速度以及強大的引力模型,研究人員推算出:銀河系與仙女座之間的軌道交點距離,在未來會不斷縮短,最終二者必然形成引力捕獲并合并。
然而在就在2024年6月,一篇發表在《自然·天文學》期刊上的論文,徹底攪動了這潭“死水”,這篇題為《銀河系-仙女座星系合并不確定性》的研究,得出了一個令人震驚的結果,科學家們利用最新的數據,進行了一場規模空前的“蒙特卡洛模擬”。
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結果是在未來100億年里,銀河系與仙女座星系有接近50%的概率不會合并,換句話說那場被認為“注定”的宇宙合并,可能只是一個“概率事件”,而非一個“確定的結局”,研究團隊指出,過去的模擬存在一個致命的缺陷:過于簡化,它們大多是“兩體模型”,只考慮了銀河系和仙女座這兩個主角。
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但我們的“本星系群”并非只有它們,研究團隊選取了群內最關鍵的四大成員銀河系、仙女座星系、三角座星系和大麥哲倫云,并考慮了它們之間復雜的引力相互作用。
大麥哲倫云不是一個輕飄飄的小衛星,它非常重,直到最近才剛剛被銀河系捕獲。它的“闖入”給我們整個系統的引力平衡帶來了巨大的“擾動”,三角座星系是第三大成員,它目前更像是仙女座的“衛星”。
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在簡化的“銀河系-仙女座”兩體模型中,它們合并的概率仍然非常高,但當加入“三角座星系”與“大麥哲倫云”這兩個“變量”后,情況發生了逆轉,在復雜的四體模型中,后兩個“小家伙”的引力拉扯,像是在玩“引力彈弓”,極大地增加了兩個“大家伙”軌道的不確定性,它們可能會“竊取”或“轉移”銀河系與仙女座之間的軌道能量。
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最終四體模型顯示,在100億年的時間框架內,兩者合并的概率僅略高于50%。
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