哈勃觀測顯示銀河系註定與仙女座大星系迎頭相撞

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哈勃觀測顯示銀河系註定與仙女座大星系迎頭相撞[ 錄入者:gohomeman1 | 時間:2012-06-02 21:50:12 | 作者: | 來源: | 瀏覽:1695次 ] 原文標題：NASA"s Hubble Shows Milky Way is Destined for Head-on Collision with Andromeda Galaxy原文作者：Roeland van der Marel，J.D. Harrington，Ray Villard;來自：哈勃官網；發表時間：2012.5.31翻譯：gohomeman1 審校：Linq（編譯版權所有，未經許可請勿轉載） 2012.5.31：美國宇航局（NASA）的天文學家於周四宣布，我們能夠明確，下一個將嚴重影響我們太陽系、銀河系的宇宙大事件是：兩大巨無霸星系——銀河系和鄰近的仙女座大星系的超級碰撞。碰撞預計將在40億年後發生，銀河系將在該事件中發生巨變。我們的太陽將沖入新星系的新區域中，但我們的地球和太陽系不會面臨毀滅的險境。

未來銀河系和M31合併各個階段的夜空。版權：NASA，ESA，STScI，原作者，下同。

NASA的天文學家於周四宣布，我們能夠明確，下一個將嚴重影響我們太陽系、銀河系的宇宙大事件是：兩大巨無霸星系——銀河系和鄰近的仙女座大星系（M 31）的超級碰撞。碰撞預計將在40億年後發生，銀河系將在該事件中發生巨變。我們的太陽將沖入新星系的新區域中，但我們地球和太陽系不會面臨毀滅的險境。巴爾的摩市太空望遠鏡科研所（STScI）的天文學家羅蘭?馮?德?瑪瑞爾（Roeland van der Marel）解說道：「我們發現，銀河系和仙女座大星系很可能迎面相撞。」這一結論是通過哈勃太空望遠鏡對仙女座大星系（也稱為M31）運動的艱苦測量而獲得的。M31現在離我們約250萬光年，但在兩個星系本身以及它們周圍看不見的暗物質的引力作用下，M31和銀河系正處於無情相撞的路線上。

科學家描繪的未來銀河系和M31相撞的路線圖。

STScI的Sangmo Tony Sohn繼續說：「M31和銀河系的未來，已經爭議了約一個世紀；現在我們終於能清晰描繪其數十億年的未來了。」此情景就像一個棒球擊球手看著投過來的快球。雖然M31撞過來的速度快了2000倍，撞擊卻還要等待大約40億年。根據哈勃觀測數據進行的計算機模擬顯示，兩個星系在引力作用下，撞擊後還需要約20億年才能完成融合，並成為一個本地宇宙中常見的單一（巨）橢圓星系。雖然兩個大星系撞在一起，其中的恆星卻不會相撞——互相間距離實在太遠了。然而，恆星將以新的軌道繞新星系中心運行。模擬顯示，我們的太陽系可能會被拋到遠離新核心的區域。

未來銀河系和M31合併的10億年間，太陽可能的運行軌跡。

更複雜的是，M31的伴星系——三角星系M33，也將參與這個碰撞事件，並可能在未來併入銀河-仙女星系聯合體。M33首先撞擊銀河系的概率相對較小。雖然宇宙在加速碰撞，靠得很近的星系卻還會繼續相撞。因為它們被其周圍暗物質的引力綁定在一起。哈勃的深空圖像顯示，在宇宙過往還比較小時，這類星系合併事件是非常普遍的。

PDF中描繪的未來銀河系、M31、M33的相互運動。下面三個圖是上面三個圖的放大；坐標單位：千秒差距；每個圖對應三維坐標的一個截面。

一個世紀前，天文學家甚至沒意識到M31是遠離銀河系群星的獨立星系。埃德溫?哈勃(Edwin Hubble)在M31發現了可作為「量天尺」的造父變星，從而測出了它的巨大距離。埃德溫?哈勃接著發現，星系絕大部分都在遠離我們——宇宙在膨脹，但我們也一直知道，M31和銀河系在互相接近中，時速高達40萬公里（1100km/s），這個速度僅需1小時就能從地球到達月球。這個測量是利用多普勒效應獲得的：當一個源相對另一個移動時，它發出的波會改變頻率（我們都有經驗，當火車朝我們開來時，汽笛聲會變短；反之邊長）。通過測量M31中恆星發出的光波，我們發現其波長變短，因此它在朝我們運動。但我們以前並不知道，仙女座大星系和銀河系的未來將是擦身而過還是迎頭相撞。這取決於M31的切向速度（我們是在三維空間，多普勒效應只能測得徑向速度），但由於距離太遠，M31在天球上的視運動（切向速度對應的運動）無法測得，既使我們的數據已經累積了約100年。而由馮?德?瑪瑞爾領導的哈勃觀測團隊，以精確的觀測數據測得了M31的視運動，證明兩者註定將相撞併合並。STScI的傑?安德森（Jay Anderson）說明道：「我們對選定的區域反覆觀測了5～7年之久。」

用於測量M31視運動的天區，也就是M31的外暈。選擇這塊區域，是因為該處的恆星密度較小、而且本身運動較慢，更能代表M31的整體運動。在高解析度哈勃圖像中，遙遠的背景星系在幾年的圖像中是不動的，可以作為靜止參照點。「前景」的M31中的恆星、星團的運動距離，實際上僅有百分之一個像素量級。

團隊成員、哥倫比亞大學紐約分校Gurtina Besla繼續解說：「在最壞的情況下，M31與銀河系猛撞在一起。兩個星系的恆星擁擠在一起，銀河系將失去其扁平的形狀，大部分恆星的軌道也不再接近圓形。星系的核將合併，恆星將進入隨機的軌道，並形成橢圓星系。」太空梭的太空維護任務拯救了哈勃，升級了哈勃的照相機，並使天文學家有足夠長的時間精確測量並確定M31的視運動。哈勃的觀測成果和對星系合併的預測，將以3篇PDF報告的形式刊登在即將出版的《天體物理學》期刊上。科學研究團隊的領導兼主要研究者是馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科研所（STScI）的R.P. van der Marel；成員包括STScI的S.T. Sohn、 J. Anderson、Thomas M. Brown，哥倫比亞大學紐約分校的G. Besla，馬薩諸塞州立大學埃姆斯分校的M.Fardal，弗吉尼亞大學夏洛茨維爾分校的R.L. Beaton，加州大學聖克魯茲分校兼利克天文台的P. Guhathakurta，加州帕薩迪納市卡內基天文台的T.J. Cox。撞擊模擬視頻：鏈接下載科學家分析的視頻：鏈接下載下面各圖為模擬分析的銀河系——仙女座大星系合併各個階段的「截圖」