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標題: 銀河系與仙女座星系碰撞的不確定性 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2025-6-7 12:18 AM 標題: 銀河系與仙女座星系碰撞的不確定性

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　　早在1912年天文學家就意識到仙女座星系(當時被認為是一個星雲)與我們的銀河系﹐彼此正以每秒約110公里的速度靠近。一個世紀後﹐天文學家利用哈伯太空望遠鏡測量了仙女座星系的側向運動﹐發現其微不足道﹐以至於它最終與銀河系迎面相撞幾乎成為必然﹐這兩個星系會在大約45億年後發生激烈碰撞﹐最終合併為一個龐大的星系。然而近期天文學家重新結合哈伯太空望遠鏡十多年的觀測數據與蓋亞任務的最新資料﹐重建銀河系與仙女座星系未來演化的路徑﹐新的觀測與電腦模擬結果提供了另一種可能性﹐這場早先被認為幾乎無可避免的銀河大碰撞﹐或許可能會有新的轉折。
　　研究團隊分析了來自哈伯和蓋亞的資料﹐考慮了22種可能影響我們星系與鄰近星系之間潛在碰撞的不同變量﹐並進行多達10萬次的電腦模擬﹐稱為Monte Carlo simulations﹐並延伸至未來100億年。由於變數太多﹐每個變數都有誤差﹐累積起來對結果的不確定性相當大﹐結果顯示銀河系和仙女座在接下來100億年內發生真正碰撞的機率只有約50%﹐換言之﹐另一半的機率可能只是擦身而過﹐而非正面相撞。研究團隊指出預測星系相互作用的長期未來具有很大的不確定性﹐但新發現挑戰了先前的共識﹐並表明銀河系的命運仍然是一個懸而未決的問題。
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圖1﹑兩個螺旋星系在太空背景下相距甚遠。圖2﹑兩個星系面對面地靠近﹐其螺旋臂被彼此的重力拉伸﹐開始出現交錯與牽引的現象。圖3﹑星系正式發生碰撞併合併﹐形成一個巨大的X形狀亮白區域﹐表示恆星和氣體劇烈混合的結果﹐斑駁的深褐色塵埃雲疊加其上。
　　研究團隊也考慮了仙女座星系的衛星星系之一的三角座星系(M33)﹐以及銀河系的衛星星系大麥哲倫星系(LMC)的軌道影響。M33的額外質量將銀河系稍微拉向它﹐然而LMC則將銀河系拉離軌道平面﹐遠離仙女座星系。這並不意味著LMC能使我們免於合併﹐而是降低了合併的可能性。這次的分析進一步發現﹐星系之間的互動不只限於主星系本身﹐它們的衛星星系也扮演了極為關鍵的角色。在大約一半的模擬中﹐兩個主星系會飛越彼此﹐彼此之間的距離約為50萬光年或更短(相當於銀河系直徑的5倍)。它們向外移動﹐但隨後又會返回﹐並最終在遙遠的未來合併。而軌道的逐漸衰減是由最初環繞每個星系的巨大暗物質暈之間稱為動態摩擦的過程引起的。但在其他大多數的情況下﹐星系之間的距離甚至不足以使動態摩擦有效發揮作用﹐因此﹐兩個星系可以繼續它們的軌道華爾滋舞很長一段時間。
　　新結果仍然表明在40億到50億年後﹐兩個星系約2%的小機率發生正面碰撞。考慮到日漸暖化的太陽會在大約10億年後讓地球變得不適合居住﹐而太陽本身也很可能在50億年後燃燒殆盡﹐因此與仙女座相撞是我們在宇宙中最不需要擔心的事。相關研究成果即將發表於《Nature Astronomy》期刊上。

作者: slickers 時間: 2025-6-7 05:10 AM

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