新論文展示40億年後銀河系和仙女座星系會如何碰撞

在大約40 億年之後，我們地球所在的銀河係將與鄰近的仙女座星係發生碰撞。藝術家利用哈伯太空望遠鏡對宇宙深空的觀察，構想了碰撞可能會產生的畫面。宇宙正在膨脹和加速，由於受到周圍暗物質引力的約束，彼此相鄰的星系之間的碰撞就會發生。

近日，由Riccardo Schiavi, Roberto Capuzzo-Dolcetta, Manuel Arca-Sedda和Mario Spera聯合撰寫的論文中，詳細介紹了仙女座和銀河系之間會如何碰撞合併。

我們在浩瀚宇宙中的鄰居–仙女座星系（M31），是一個螺旋星系，也是在Local Group（包括銀河系在內的星系群）中最大的一個星系。M31比銀河系更重，部分原因是保持銀河系引力束縛的超大質量黑洞幾乎是銀河系的33倍。

仙女座和銀河系這兩個星系，正在慢慢地走向對方–我們知道這一點已經有一段時間了。1912年，美國天文學家維斯托-斯利弗發現，這個星係正在向我們走來。許多觀測和修正改善了我們對這一過程的理解，現在，研究人員對這種星系遷移和碰撞有了新的認識。

在構建這類模型中，首先要預估星系中的“粒子”數量，然後我們需要定義銀河系和仙女座的形狀，並讓它們的位置盡可能的接近現實。M31 對銀河係有點有點傾斜，它朝向我們的速度大約是110公里/秒，這是細節的一個重要部分。另一個重要的信息是與它們的距離–我們今天知道的距離是780Mpc（780兆帕秒）。把所有這些都考慮進去，然後就有了這個新模型。

在一切都盡可能接近現實的情況下，天文學家可以對碰撞和合併進行模擬。銀河系和仙女座將在43億年後開始碰撞，100億年後完全合併。該團隊還估算了凝聚後會留下什麼樣的信號。結果顯示，留下的發射只有像LISA 這樣足夠敏感的引力波探測器才能探測到。

這張插圖顯示了我們的銀河系和鄰近的仙女座星系之間預測合併的一個階段，因為它將在未來幾十億年內展開。在這張代表37.5億年後地球夜空的圖片中，仙女座星系（左）充滿了視野，並開始用潮汐拉力扭曲銀河系。

根據NASA之前的模擬結果，碰撞將在40億年後開始，而最近的模擬結果表明，等待時間可能更長，為40-50億年。根據NASA同樣的結果，所有的恆星都不太可能發生碰撞。可能的情況是，許多系統，如我們的系統將被推到不同的軌道上。SMBHs的合併會給恆星帶來什麼變化，目前還是未知數。

這項研究發表在《天文學與天體物理學》上。