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40亿年后大碰撞:银河系与仙女座星系的“平局之战”


  北京时间2月28日消息,据国外媒体报道,我们的银河系正处于与邻近仙女座星系的碰撞轨迹之中,虽然这次碰撞事件将在未来40亿年发生,但天文学家一直在猜测,究竟哪个星系能够在这次超级大碰撞事件中幸存下来?

  直到近期,距离银河系250万光年的仙女座星系才被证实是“受到欢迎的”,但是最新一项研究表明,这次超级大碰撞事件可能接近于平局。

  1月10日,发表在《英国皇家天文学会月刊》的一篇研究报告指出,来自西澳大利亚大学的普拉瓦尔·卡芙勒(Prajwal Kafle)带领一支研究小组评估了仙女座星系的质量,结果显示其质量比之前预计的更轻。卡芙勒指出,这使得仙女座星系的质量与银河系的质量相当,意味着在未来的星际碰撞中,不会有明确的大赢家。

  卡芙勒指出,我测量结果显示,仙女座星系的质量是太阳的8000亿倍,这接近于几十年来科学家所预测的三分之一。测量可能会有如此大的差异吗?研究人员指出,该测量结果源自于一种基于逃逸速度的独特方法,逃逸速度是指一个天体(例如恒星)脱离另一个天体(例如星系)引力牵引时的速度,较高的逃逸速度意味着一个天体具有较高的引力牵引,因此拥有更大的质量。

  卡芙勒说:“某个人站在火星或者一颗遥远行星上,测量推进火箭进入太空的速度,就能计算出地球引力的强度,我使用类似的逻辑转换成仙女座星系中的高速恒星,从而可以计算出仙女座星系引力强度,或者更简单地讲,计算出仙女座星系的质量。”

  为了评估某星系的质量,研究人员不仅需要考虑到望远镜中的可见物质,还要考虑到令人难以捉摸的暗物质。暗物质是一种受引力作用的物质,但根本不会与普通光线发生交互作用。暗物质从未被直接观测到过,但是它的存在是上世纪60年代推断出来的,当时,科学家观测星系中的恒星,意识到实际存在的物质要比观测到的物质更多。

  1980年,天文学家维拉·鲁宾(Vera Rubin)发表了一篇颇有影响力的研究报告,他认为星系中的暗物质含量是可见物质的6倍。因为暗物质比宇宙中可见物质数量更多,暗物质的引力作用将产生卡芙勒所研究的“逃逸恒星效应”,这意味着之前的方法可能过高估计了当前仙女座星系中暗物质数量。

  之前对星系质量的建模方法需要知道径向速度,或者银河系中恒星接近或者远离地球观测者的速度,以及恒星在天空中相对于太阳的运动,即所谓的“自行运动(proper motion)”。卡芙勒说:“我们的望远镜不够灵敏,无法探测到仙女座星系中恒星的自行运动,因此提供自行运动信息的其他方法可以形成关于自行运动的一些假设。”

  另一方面,卡芙勒使用的方法并不需要知道这种自行运动,因此,一旦两个螺旋星系发生碰撞,到底会发生什么呢?卡芙勒说:“没有人准确地知道会发生什么,我们还需要进行模拟实验,分析两个星系的交互作用,这是我们未来要做的事情。”

  有一点是可以肯定的:星系碰撞事件将酿成世界末日,我们的太阳系不可能安然无恙,人类唯一的希望就是到那时可以解决星系旅行的问题。

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