科学家们一直在利用哈勃的观测结果来预测仙女座星系和银河系的未来,想知道对于地球而言两个星系碰撞时会是什么样子。通过预测仙女座的恒星在未来80亿年的运动,天文学家们现在知道了它穿过太空的路径。用哈勃望远镜观测结果建立的计算机模型显示了这两个星系在大约40亿年后将碰撞在一起的样子,它正朝我们飞来!
图解:银河系
仙女座星系距离地球大约220万光年,是离我们所在的银河系最近的螺旋星系。大约一个世纪以来,天文学家们一直知道它正向我们移动,但尚未确定这两个星系是否真的会发生碰撞,它们也有可能只是单纯地穿越对方。现在,一支天文学家队伍通过哈勃太空望远镜观察仙女座星系中的恒星运动来阐明这个问题。
图解:仙女座星系
我们想弄清楚仙女座是如何穿越太空的。为了做到这一点,我们测量了仙女座的恒星与它们的背景星系的相对位置。2002年他们在一个地方,2010年他们在一个稍微不同的地方。这使得我们可以在八年的时间里衡量这项移动。
这种运动实际上是非常微小的,甚至在观察哈勃望远镜带来的清晰图像时,人眼也看不到。然而,复杂的图像分析揭示出的微小运动,使得科学家们能够预测将来。
图解:哈勃望远镜
基于这些发现,我们终于有可能展示银河系在未来80亿年内会发生什么,随着星系漂移的越来越近,然后碰撞并逐渐合并成一个单一的、更大的、椭圆形的、有红色恒星的星系。但事实上,太阳系应该能在这次巨大的撞击中幸存下来。
我们认为银河系和仙女座之间的碰撞不会对我们的太阳系造成太大影响的原因是星系中的空间基本完全是空的。
图解:星系碰撞
即使我们的银河系和仙女座星系中都有一千亿颗恒星,这些恒星之间的距离是非常遥远的。因此,如果两个星系真的发生碰撞,所有恒星基本上就在彼此的间隙之间通过,而两颗恒星相互碰撞的几率真的非常非常小。因此,我们的太阳系直接受到另一颗恒星的撞击而产生影响的可能性非常小,例如仙女座。
如果发生这种情况时地球上仍有生命存在,那么天空的变化将非常壮观。现在它们将非常缓慢,因为宇宙星系变化的时间尺度非常长。所以你不得不想,数百万年后,即使在数百万年后的时间里,我们也会看到巨大的变化。如果我们再等几十亿年,仙女座将会在天空中变得巨大。它会和我们的银河系一样大,因为我们将离它很近。
然后,当两个星系发生合并后,银河系和仙女座合并后的残骸看起来会更像一个椭圆星系,我们将会在这个椭圆星系里。
因此,夜空中银河系的景色将完全消失,这条光带将被看起来更为球状分布的光所取代。
图解:两大星系碰撞后,夜空中的“银河”景色不再
因此,大约50亿年前诞生于银河系的太阳,将在一个新的轨道上结束它的生命,成为一个新星系的一部分。
仙女座星系与银河系之间的星系碰撞预计将在45亿年内发生在银河系(包括太阳系和地球),两大星系中的恒星距离都十分遥远不太可能发生碰撞。一些恒星将从产生的星系中被射出,被称为Milkomeda或Milkdromeda。
恒星碰撞
仙女座星系包含约1万亿(1012)颗恒星,银河系包含约3000亿(3×1011)颗恒星,但由于恒星之间的距离巨大,两颗恒星相撞的几率微不足道。例如,离太阳最近的恒星是半人马座近地星,距离太阳大约42光年(40×1013公里;25×1013英里)或3000万(3×107)倍太阳直径的距离。
图解:半人马座
打个形象的比喻,如果太阳是一个乒乓球,半人马座近地星将是1100公里(680英里)外的一颗豌豆,银河系宽约3000万公里(1900万英里)。虽然恒星多数聚集在每个星系中心,但恒星之间的平均距离仍然是1600亿(16×1011)公里(1000亿英里)。这相当于每32公里(20英里)就有一个乒乓球。因此,在合并星系时,任何两颗恒星都不太可能发生碰撞。
仙女座星系是距离我们银河系最近的大型星系,其规模比我们的银河系还要大一倍,观测发现它和银河系正在靠近中,两者每秒钟就靠近290多公里,预估30到50亿年后,这两大星系将撞到一起,由于这两大星系都包含着数千亿颗恒星,其中更有无数的行星等各种天体,那么当这两大星系相撞的时刻,会不会有无数的恒星和行星撞到一起呢?届时我们所看到的夜空中会不会发生烟花般惊天动地的大爆炸呢?
关于银河系和仙女座星系相撞后会是什么样的情景?其实美国天文学家早就计算和模拟过了,模拟过的结果显示两大星系,数千上万亿颗恒星撞到一起的几率基本为零,这是不是大大出乎你的预料?想一想恒星都是个头巨大的天体,光我们的太阳的直径就达140万公里,上万亿颗这样的恒星搅混到一起,竟然连一颗都没有相撞,这简直是不可能的事情,太匪夷所思了。
那我们不妨这样分析一下,以我们的太阳和附近恒星的距离来衡量,距离我们最近的恒星为比邻星,它距离太阳系约422光年,相对于这样的距离,太阳的直径140万公里就不算什么了,如果把我们的太阳和比邻星分别比作一辆小汽车的话,将两者和相互间的距离同比例缩小,那么这两辆小汽车的距离就相当于在地球的北极和南极,地球的北极和南极远达12700多公里,这中间可以塞下500多万辆小汽车了,所以这中间即便塞下十个百个恒星,也不可能一下子撞到一起的,更大的可能是它们互相围绕着运行下去。
所以当银河系和仙女座星系撞到一起的时候,它是恒星撞击大爆炸的可能是极小的,不过这两大星系的中心地区,由于那里的恒星密度非常高,也是有可能会发生一些恒星相撞的情况的。
不过两大星系的相撞必将完全改变两大星系的运行情况,会有更多的恒星相互围绕运行,原先各自固有的态势都会被打乱,那么这样一来,或许在相撞之后的数亿年时间中,会有一些相互围绕运行的恒星逐渐撞到一起。
不过这对两大星系来说都是小事情,真正惊天动地的大事是两大星系的融合,等仙女座星系与银河系相撞之后,他们将重新整合各自的资源,最终形成一个星系。
我们都知道,在每一个星系的中心都有一个超级黑洞,银河系中心的黑洞质量相当于太阳的431万倍,直径约4400万公里,而仙女座星系中心黑洞比银河系中心黑洞大得多,质量为太阳的一亿倍左右,体积当然也更大,那么当这两大星系融合成一个星系的时候,这两个超级黑洞也将在不久后融合到一起,那么在这一时刻,两大黑洞的融合相撞的事件,势必会激发出一场惊天动地的引力波。
去年天文学家观测到一次引力波事件,发生于14亿光年之遥的地方,而且只是两个普通的黑洞,合并之后的质量只有太阳的几十倍,其在这么远的距离上都能被我们探测到,那么当银河系中心黑洞与仙女座中心黑洞相撞的时候,1亿多个太阳质量的物质能量融合到一起,一场类似于大爆炸的景象就会发生了,它会有怎样的壮观景象,我们还无法想象,但是其产生的引力波在几万光年的距离上很可能会有海啸一般的威力,在这一时刻,黑洞附近的天体将会大受影响,被其引力波摧毁也不无可能,届时我们的太阳系的命运如何?还未可知!
大千世界,无奇不有。我们所处的这个宇宙远远超乎我们的想象。尚且不论我们身处的这个银河系多么浩渺,光是太阳系,就够我们 探索 的了。
虽然宇宙很大,但是人类的野心一样很大。我们一直有一个关于宇宙的梦想,就是飞出银河系,一探其他星系的神秘。科学家发现,星系和星系之间的距离是我们难以跨越的,正常情况下我们是难以摆脱银河系的束缚跑到其他星系的,但是现在有了一个渺茫的机会,只要我们能够脱离银河系,就能够直接到达另一个星系。
这个星系就是仙女座星系,离银河系最近的河外星系。为什么说离开银河系就能进入仙女座星系呢? 原来两个星系现在已经有了部分重叠。 换句话说,两个星系已经碰撞在一起,现在就像一对热恋的小情侣,每天都在亲密接触中。
两个星系碰撞,说着轻松,实际上还是挺吓人的。有人会疑惑,两个星系都撞到一起了,银河系会变成什么样啊?地球怎么还没事?确实,星球碰撞都会导致剧烈爆炸,星系碰撞那还得了,看来我们离末日肯定不远了。
但事实上,目前不用担心的, 因为我们所处的银河系和仙女座星系的碰撞只是边缘处的初步碰撞,类似于两块石子发生了小摩擦 ,对于处于银河系内部的我们来说是非常遥远的,所以目前我们还是很安全的。
星系碰撞现在还影响不到我们,很多人就会长舒一口气,同时又有很多疑问涌上心头:为什么银河系和仙女座星系会撞在一起呢?两个星系相撞会发生什么呢?星系相撞最终会影响到人类吗?
不要着急,我们今天就来深扒一下这两座星系碰撞背后的爱恨情仇。
银河系,是比我们所处太阳系更高一级的存在。 我们都知道,太阳系是以太阳这个恒星为中心,是由八大行星、众多卫星、白矮星等各种各样的星球组成的天体系统。就像地球是太阳系的一部分一样,太阳系也是银河系的一部分。但是对于银河系来说,太阳系就像沙漠中的一粒沙子一样渺小。
太阳系相对于银河系有多小? 太阳系距离银河系中心的距离大约有24-27万光年 ,太阳现在绕着银河系中心做圆周运动,速度大概为220千米/秒,这是一个非常惊人的速度了吧,但就算以这么快的速度运动,绕一周也要达到惊人的25亿年。
银河系有多大可见一斑 , 但是银河系的“情人”仙女座星系却比银河系还大! 根据推测, 仙女座星系的直径是银河系的16倍! 两个这么大的星系边缘发生碰撞,怕是的过程都要很久吧。
而之所以两个星系会相撞,是因为两个星系都在运动之中。早期天文学家观测到它们的运动的时候,发现他们的运动路线有靠近的痕迹,只是那时候天文学家还不确定他们会发生碰撞,然而随着时间流逝,两个星系越来越近。 到了2012年,天文学家终于确定两个星系最终将发生碰撞。
其实在宇宙中,两个星系碰撞这种事是非常常见的,比如说这一次的碰撞主角,仙女座星系就曾和别的星系碰撞过。而两个星系碰撞,结局也是各有不同。有的星系之间碰撞的不是很激烈,只是摩擦一下就分开继续太空旅行;有的星系碰撞则是比较剧烈,如果两个星系差距过大,那么大星系就会吞并小星系,如果两个星系差距没有太夸张,那则会走向合并,形成一个更大的椭圆星系。
而银河系和仙女星系的碰撞就属于最后一种, 也就是说银河系最终会和仙女座星系碰撞到一起,并且发生“如漆似胶”的爱情 。在“爱情”的催化下,两者会合二为一,成为一个更大的椭圆星系,这个新兴的星系将会不停地吞噬宇宙中其他的小星系,不停地壮大自身,变成一个“大胖子”。
这里似乎有一个矛盾的点。早期科学家预测两个星系的碰撞将发生在40亿年后,但是为什么现在又说已经开始碰撞了呢?
其实,这两种说法都没有什么问题。因为两种说法中,星系所碰撞的部分是不一样的!
星系的分类很多,其中的组成虽然类似,但也不尽相同。 拿银河系来说,从中心到边缘的组成部分分别是,银心、银核、银盘、银晕和银冕组成 ,其中银冕在最外面,就像一顶冠帽一样,而银晕的面积则是非常广大,组成部分中大部分是气体和物质,只有少数的天体。
银盘则是银河系的主体,大部分恒星、行星等都在这个部分,包括我们所处的太阳系。
星系从内到外,各部分的范围越来越大。银心和银核因为位于最中间,体积都不是很大。银盘算是比较大了,但是银晕比银盘大到50倍!这也就导致银河系中,银晕的面积通常是最大的。
银河系如此,仙女座星系也不例外。而之所以说银河系和天女座星系发生了碰撞,现在也就有了结果。 原来根据天文望远镜的观测,两个星系的星晕部分已经部分产生了重叠。 所以科学家才有了这样的结论。
而星系碰撞中的关键阶段,银盘碰撞那就起码得等个几十亿年了。
几十亿年后,人类能否存在都要画上一个大大的问号?所以说我们现在根本没必要考虑几十亿年后的银盘碰撞,没有什么意义。而就算银盘碰撞了,也不一定会对太阳系造成什么影响,因为像太阳系这样的天体系统,彼此之间的距离是非常遥远的。两个恒星体系发生碰撞的可能性简直微乎其微。
所以说,银河系和仙女座星系的碰撞我们根本只需要抱着学习的态度去观察和预测,根本不用担心会对我们地球造成什么影响。
银河系和仙女座星系的碰撞,在我们人类的视角看来,算是一件新鲜事,几十亿年才会发生在我们身上,以人类那可怜的寿命来看,简直是遥不可及的事情。
但是从宇宙的视角来说,这只是一个非常普通的事情,星系碰撞,在宇宙那以万亿为计量单位的寿命面前,实在是一件稀松平常的事情。就像我们平常喝水吃饭一样,宇宙根本不在意这么一件小事。
对于宇宙来说,这其实就是其运行规律中的一部分。 星系碰撞,有毁灭,但也有新生。 也许,在这么一次碰撞中,产生了一个类似像太阳系这样的天体系统,产生了一个像地球这样适合生命的“蓝星”。
如果把宇宙看成是一个人,这样的毁灭和新生就是其体内循环的一部分,遵循宇宙的“生命运行规律”。除了这个规律,宇宙还有许许多多的规律。人类发现这些规律,就好像哥伦布发现了新大陆,看到了瑰丽的宇宙奥妙。
人类应该在顺应这些规律的基础上尝试利用这些规律寻找对自己有利的地方。先顺应,再利用,是我们对宇宙应该有的尊重。人类依托宇宙生存,就像沙漠中的一只蚂蚁依托整个沙漠生存,蚂蚁改变不了沙漠,就像我们改变不了整个宇宙。我们观测宇宙,根本目的是为了人类更好地活下去,能够不停地繁衍下去。
但是我们还是太渺小了,所以 我们要无时无刻保持对宇宙的敬畏,不要试图去挑战宇宙的威严,因为它的一次“呼吸”,就可能导致人类的灭绝。
宇宙之大,无奇不有。在宇宙面前,人类要做的,就是尽人事,听天命。在宇宙规律之下找到适合人类的最终前进方向。
人类的未来会持续到35亿年后那场碰撞吗?
根据科学家预测,仙女座将在大约35亿年后与我们的星系相撞。这场将持续数百万年的碰撞实际上并不可怕,因为两个星系中几乎没有恒星会真正发生碰撞,星系之间的距离是非常大的,但是可能会因为辐射而消灭两个星系中的所有生命,既然仙女座在遥远的将来会与我们的星系相撞,那么人类的未来将会走到哪里?35亿年后?还是35亿年前?
或许是我们过于乐观了,其实在大约10亿年后,太阳,自从它的核聚变炉第一次被点燃以来,就一直在逐渐变暖,它将升温到足以使地球不再位于我们恒星的“宜居区”,地球已经接近宜居带的内部边缘。当地球的轨道离开宜居带时,地球将与金星一起进入炎热的“地狱”,使地球在仙女座造访前数十亿年就已经无法居住。
因此人类想要持续这么久,它将有三种生存机会:
迁移。这是一个不得已的建议,但是这几乎是不可能的。我们太阳系中唯一的候选行星是火星,这是一个几乎没有大气层、没有空间辐射保护的小型死行星。如果要在火星居住,人类必须生活在地下至少25英尺的封闭栖息地中。可以想象,几千人只能以这种方式生存一段时间,但如果我们不能从地球获得补给的话,我们很难在那里建立工业基础。
太空防护罩。我们可以在L1(拉格朗日点#1)的一组小卫星上设置一组聚脂薄膜防护罩,在那里地球和太阳之间的重力是等距的。我相信这在今天是可行的,但是要付出的代价是巨大的,而且可能需要一个稳定的地球联合机构。,这个机构必须将人类作为一个整体为后代的利益而努力。
把地球移得更远。像流浪地球那样,这是有可能的,但是同样,要使地球移动,所产生的代价也是巨大的。
因此抛开仙女座的威胁,“人类”长期面临的风险,除了我们自己,就是我们的太阳越来越大,越来越亮,也许在3-5亿年后,我们的星球预计会变得太热,除非我们开发出一些冷却它的方法,比如一个巨大的遮阳棚,或者,用一些方法把地球推离太阳更远。
但是,假设人类在不断膨胀的太阳下生存下来,并且成功推动了地球,到达了火星现在所在的地方,所以我们在更热的太阳下生存了40亿年后,仙女座的第一颗恒星开始从我们身边飞过。当仙女座和银河系开始碰撞时,人类会到此终结吗?
首先,我们来聊聊碰撞会发生什么事。
新恒星形成。银河系和仙女座的交汇将会导致大量的气体云碰撞,继而形成新恒星。另外,我们知道宇宙星体的数量非常庞大,但是宇宙空间更大,因此我们要花很长时间才能到达另一颗恒星。但是,与仙女座的合并以及更高的相对速度将使星际旅行变得更容易,这是因为会有更多的恒星在周围飞行,但因为这些恒星的相对速度会更高,使得引力辅助更容易。
目前的估计还很粗略,但人们认为恒星大约每10万年在离我们1秒差距的范围内通过。与仙女座的合并将使近距离传球的次数增加约10倍,因为相对速度较高。我们会有更多的机会和更多的选择。在漫长的时间里,找到好的行星去旅行,当然,假设那时候人类还在。
所以,对于人类在长时间内的生存来说,最大的障碍就是不断膨胀的太阳。另一大障碍是太空旅行,因为去其他星系旅行真的很难。与仙女座的合并实际上是件好事。至少从统计学上说,如果我们在40亿年后仍然存在的话,或许我们将会遇到其他的地球。
银河系和仙女系共用气晕,表明两者已经之间开始接触了,但真正的碰撞起码还要几十亿年,这距离我们还相当遥远,我们完全不需要考虑这个问题。因为银河系是太阳系之上的大型系仙女座,大星系,也是跟银河系同量级的存在。
首先要了解现在所处的宇宙系统到底是什么样的,我们现在所处的叫做地月系地球和月球组成的系统,这连一个小星系都称不上,而太阳系就是水金地火,木土天王星,海王星,冥王星,再加上中间的这个太阳所形成的星系叫做小星系,小星系之中有一个核心叫做太阳,这是一颗恒星会发光会发热,这就组成了一个小星系。小星系之上,就是银河系,也就是大星系,一个大星系里面蕴含几千亿颗小星系。
也就是说整个太阳系里面差不多有2,000亿到3,000亿颗类似于太阳一样的恒星很多,所以太阳系不是什么大不了的存在在整个银河系之中,位置也不是相当靠前的,更不是银河系的中心,我们差不多处在四环五环这样的位置。银河系是一个很大的大型系了,但大型系同样有更高等级的存在,那东西我们现在还理解不了,但我们可以知道跟银河系同量级的也有。比如说我们的邻居仙女座大星系,这个大星系比银河系还要大,里面所蕴含的小星系是银河系的两倍。
现在有研究表明,银河系和仙女座大星系在逐渐发生碰撞,两者的相互靠近,但这种相互靠近非常之缓慢缓慢地对我们的未来影响十分微弱,因为按照现在的运转速度,两者起码还有几十亿年的时间才能碰撞在一起。而地球上很难有一代生物真能生存几十亿年,我们不需要考虑那么多。
适合对女生表白的天文学知识,比如洛希极限、触须星系、仙女座大星云、宇宙尘埃。
等你想和喜欢的女生表白的时候,就问她听过“洛希极限”吗?当地球经过木星轨道时,地球无法逃避木星强大的引力,于是地球开始慢慢地靠近木星,它们俩的距离越来越近,而地球可能会面临被撕毁的风险,即便是这样,地球还是摆脱不了这样的引力。简简单单的一段话,不要添加一些太过油腻的直白的表达。相信任何一个女生听完这一段应该都知道你在暗示什么了。如果她也喜欢你,相信她一定会记住当晚你说的这段浪漫的表白。
或者你问她听过触须星系吗?宇宙中有两个爱心形状的星系,它们叫触须星系,这对星系就像一对情侣拥抱在一起。可是它们不是天生就是这样的形状,它们的形成经过了9亿年的时间才变成今天的样子。最后教大家点缀一句,每对相扶到老的情侣都像这对触须星系,如果我是其中一个的话,我希望你是另一个。
你听过最大的河外星系仙女座大星云吗?它是距离银河系最近的螺旋星系,它就像是银河系的邻居,也像伴侣,它正在快速接近我们的银河系,银河系将来可能会和它融为一体,它们将会拥抱在一起,不分你我,在宇宙中跳上一段迄今为止时间最长的华尔兹。这段可以在你和喜欢的女生跳舞的时候用,挑准时机,会非常浪漫。
再来一个终极浪漫!表白之前,你可以问女生,你知道我们离开这个世界后会变成什么吗?然后告诉她,65万个小时后,我们会氧化成风,会变成宇宙中两粒尘埃,会变成宇宙中的原子。重点来了,接着说:“我希望,那时候我还能在你身边,我们就做宇宙中不会湮灭的尘埃,我就是你永远可以依偎的港湾。”结束,不要赘述太多,这些浪漫需要点到为止。
科学家们早就预言了我们银河系的近邻仙女座星系正在以120千米/秒的速度向我们的银河系快速冲击过来!银河系与仙女座星系的距离大约为250万光年,按这样的速度,大约在37亿年左右与我们的银河系迎面相撞!
有人说由于两大星系中有足够大的空间,所以银河系与仙女座星系其实不是相撞只是融合而已,也就是说星体和星体之间不会相撞,只是相互融合而已!但要我说并不一定!原因是这些只是推测,谁也没有见到过两个庞大的星系相撞时的景象!
我们知道,银河系有2000亿颗左右的恒星,而仙女座星系要比银河系大的多,其恒星也要有几千亿吧,试想这么多的恒星迎面而来,既使空间再大,也存在相撞的几率吧!在看看我们身边,月球、地球包括太阳系的具有固体表面的星球,谁身上不是布满了大大小小的陨石坑?所以我说它们不但能融合,而且还能结结实实在在的相撞!
如果真是这样,那么在37亿年后会是什么样子呢?那时,首先接触的是两个星系的边缘部分,由于边缘部分的星体相对比较稀少,所以撞击的几率要小得多,而一旦仙女座的的中心经过我们太阳系的时候,星体撞击的几率大大增加。
假如有一颗比太阳大几十倍、几百倍的恒星在运行的过程中,恰好经过我们的太阳系,瞬间,我们人类包括太阳系里的所有行星都烟消云散了,接着太阳也受不了这颗恒星的巨大引力,一头撞进了这颗恒星的怀抱,这样,这两颗巨大的恒星也可以说是融合到了一起。
但如果假设有很多大小不一比的行星闯进了太阳系,并且直接撞向了地球,巨大的撞击力使地球快速的偏离了轨道飘向了太空,假如人类还没有灭亡的话,他们将跟着地球在太阳系以外的黑暗的太空中旅行!不知过了多少年,我们的地球终于被一颗年轻的恒星俘获,于是这颗载着人类的地球获得了新生。
并且在两大宇宙重组以及撞击的过程中又收获了新的能源,假如在飘荡的过程中人类还没有灭亡的话,那么人类又可以开始新的旅程了!如果人类已经灭亡,那么地球又可以孕育新的生命了!
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