如果某一天 M31 和銀河系相互併合，在地球的夜晚長期觀測會是一副怎樣的景象？

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問題中觀測包括肉眼的和不同級別的望遠鏡觀測；長期的意思有多重，可以是也可以指幾年十幾年的觀測，也可以指百萬年的時長

上課聽不進去於是翻wiki看文獻，突然就有了腦洞。。。不知道知乎有沒有人提過類似問題，有的話麻煩各位給個傳送門謝謝！順便邀一下二位老師@海盜河馬@劉博洋

@雨亦奇自薦一個問題

NASA有張很常見的圖是說這事的：

（依次是現在和20、37.5、38.5、39、40、51、70億年後的景象）

大體意思是說，越來越近越來越近，然後挨上了，兩個星系都在彼此潮汐力作用下扭曲，並且因為對星際介質的擾動而觸發出大量的恆星形成，在短時間內耗盡了星系內的恆星形成原料並且產生大量恆星，最後兩個星系都變成了失去盤結構的橢球星系並最終融為一體。

不過你要是光看這個圖你可能會看不懂——從第5張到第6張怎麼這麼不連續啊……是不是畫錯了啊……

這個圖沒有告訴人們的一件事是，這個併合不是一蹴而就的，而是你儂我儂半推半就了幾個回合以後才最終完成的。模擬的結果是這樣：

中間灰色的是銀河系，這張圖的視角是垂直於銀盤俯瞰過去。然後藍色虛線和綠色虛線分別表示M31（仙女座星系）和M33（三角座星系）的軌跡。可以看到39.7億年之後，M31會在非常近的地方和銀河系擦身而過，把銀河系帶出兩條比較延展的潮汐尾，在此後5億年間，M31又逐漸遠離銀河系直到150 kpc處，然後再殺個回馬槍，到60.1億年後，再次與銀河系相遇，此後就纏綿不絕直至合體了。
紅點是到時候太陽可能身處的位置。因為不能準確定出太陽繞銀河系中心公轉的相位，所以太陽的初始位置是一個圈而不是一個點。
（一個跟上述模擬大體一致但細節也許稍稍不同的模擬動畫：http://www.nasa.gov/mp4/654254main_v1220j_H264l.mp4，我就不給截圖了，自己看）

在這個過程中，銀河系（Milky Way簡記作MW）、M31和M33兩兩之間距離隨時間變化如下圖所示：

看紅色線，基本上銀河系和M31在經過三四次相遇之後最終無法挽回的成為了彼此。

下圖示合併結束後（以100億年後為例），新系統中曾經分別屬於銀河系、M31和M33的恆星的分布情況。可見銀河系和M31確實是渾然一體了，M33運氣比較好，還保留了比較緊緻的星系形態——雖然也被扭曲拉伸了不少，很像現在在銀河系裡有發現很多的較小星系被吃進來之後形成的星流。

以上大致說了併合的動力學演化過程。更多的細節要說就沒完沒了了，可以預見的是，總的來說我們（包括望遠鏡）看到的景象是跟恆星形成率的變化有關的。在因為相互作用而恆星形成率高企的年代，我們會看到更多壯麗的星雲、明亮的年輕星和頻繁的超新星爆發，以及更多脈衝星和黑洞等恆星死亡的遺骸。我們也許還能看到M31和銀河系的星系中心黑洞併合帶來的強引力波事件。甚至如果太陽不幸的更頻繁的被其他恆星路過，我們可能目擊更多的彗星從奧爾特雲中被擾動進入內太陽系，甚至地球也將更頻繁的被小天體轟擊。

不過我們應該有信心，到四十億年後，人類肯定早就自我毀滅了，也不用為地球操心了。

後三張圖截取自文章van der Marel et al. 2012：http://hubblesite.org/pubinfo/pdf/2012/20/pdf3.pdf

謝邀。

不好意思，人類看不見，至少是從地球上看不見。

按照現在觀測的兩個星系的相對速度和距離，碰撞發生在30到50億年之後。雖然太陽在主序階段還能存活50億年，但是！！！

大約10億年之後，由於太陽緩慢的增加光度，地球上海洋的水就要蒸發光了。還不僅如此！

大約5億年之後，由於太陽太過明亮了，以植物為基礎的食物鏈將崩潰。

你們以為你們還能活5億年嗎？當然不是！

大約1億年之後，銀河系就要首先和人馬座矮星系發生碰撞。一些天文學家相信，歷史上銀河系與這個矮星系的軌道交會導致了多次冰期和生物大滅絕。所以咩，這次碰撞很危險。

一個1億年後就被毀屍滅跡了的文明（自己不作死的情況下），妄圖看到50億年後的景象，是做夢！

當然，如果我們能夠跳出圈外，從上帝視角看待的話，會看到類似這樣的情況
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/galaxy/2002/09/video/a/

不對的。你們考慮的僅僅是恆星跟恆星之間的碰撞。卻不知道，宇宙中任何的一點變化對地球都將致命。別的不說，在100光年的範圍內，如果出現5個太陽質量以上的超新星的爆發。都將可能嚴重影響地球，1000光年內。100倍質量的都有機會滅絕地球上的全部生物。WR 104距離地球8000光年，如果300年內他爆發，伽馬射線爆的主要方向是沖著太陽系的話，起碼人類是沒機會進入進入太空時代了。人類是如此的卑微，對於宇宙來說，滅絕你都不需要直接打你一拳，只需要揮一下手，帶起的氣流就可以將人類的星系毀滅。

Universe Sandbox 宇宙沙盤裡有一個關於仙女座和銀河兩個星系相撞的模擬動畫

當初第一次玩的時候感覺很是新鮮
還可以編輯器模式自己添加若干個星系進去一起模擬相撞...

變化不太大。
至少對地球人來說，太陽系變化不大。因為銀河系和仙女星系其實恆星密度很低，合併後也很難有恆星碰撞發生。舉例說明，把100棵樹種到中國面積大小的土地上，和把200棵樹種到中國面積大小的土地上，結果是相似的，就是任意兩棵樹的距離都很遠，很難發生兩棵樹種到了一起的狀況。而且樹上的螞蟻也沒覺得樹林發生多大的變化，因為最近的樹實在太遠了。就像太陽最近的恆星也要4光年。

現實應該是還沒看到人類就已經滅絕了

如果我們活的夠久是先看到還是先被毀滅

我覺得應該會有個星環出現，夜晚將被各色星雲照亮，最後高速粒子卷向太陽地球，或許在激光將越發燦爛，隕石撞擊也將越平凡……