在浩瀚中的宇宙中,運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的
即便是在我們看來(lái)相對(duì)靜止的太陽(yáng)和星星,也都在圍繞各自的星系中心公轉(zhuǎn),既然行星會(huì)繞著恒星運(yùn)動(dòng),恒星也會(huì)跟隨著星系中心運(yùn)動(dòng),那么星系是否也在運(yùn)動(dòng)呢?
答案是肯定的
銀河系的公轉(zhuǎn)速度運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了每秒630公里,其他的星系也以同樣或快或慢的速度運(yùn)動(dòng)著,雖然宇宙看起來(lái)十分空曠,但由于各自都在運(yùn)動(dòng),有時(shí)發(fā)生星系碰撞也不是什么稀奇的事,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),我們所在的銀河系未來(lái)將會(huì)與鄰近的仙女座星系發(fā)生碰撞,估算的時(shí)間大約在37億年之后。
但近日的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明,兩個(gè)星系的碰撞可能在此時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始了。加州大學(xué)的天文學(xué)家在研究室女座星系團(tuán)的星系時(shí),發(fā)現(xiàn)了一組天琴座RR變星。
一般來(lái)說(shuō),大部分的恒星在亮度上都是固定的比如太陽(yáng)的亮度在為期11年的周期里,才會(huì)發(fā)生0.1%的變化,但也有部分恒星因?yàn)楸l(fā)或遮蔽等原因,會(huì)在短時(shí)間內(nèi)顯著的改變亮度,天琴座RR型星就屬于脈動(dòng)變星,光變周期一般在0.2~1.2天。
這類(lèi)變星的光變規(guī)律相對(duì)穩(wěn)定,就像心跳一樣,有著較固定的周期,它還有一個(gè)顯著的特質(zhì),即所有的天琴座RR型星的平均亮度幾乎是一樣的,也就是說(shuō)它們的絕對(duì)星等是固定的,這就使得從地球上觀測(cè)天琴座RR型星的視星等,和它們與地球之間的距離,有著對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
只要觀測(cè)到其中一顆,就能通過(guò)公式計(jì)算出這顆恒星以及所在的天體系統(tǒng)和地球的距離。
天琴座RR型星一般分布在球狀星團(tuán)和銀道面以及銀暈中,見(jiàn)到它們并不稀奇。稀奇的是本次發(fā)現(xiàn)的天琴座RR型星,距離銀河系中心大約100萬(wàn)光年,但這組變星理論上來(lái)說(shuō)依然處于銀河系的銀暈范圍內(nèi),而它的位置幾乎已經(jīng)在銀河系和仙女座星系的交界處了。
在我們的認(rèn)知中,銀河系的直徑應(yīng)該是10萬(wàn)光年,其實(shí)這里的10萬(wàn)光年并不包括銀河系的外銀暈。
整個(gè)銀河系由銀核、旋臂、銀盤(pán)以及銀暈組成,其中銀核的物質(zhì)最為密集,中心厚度達(dá)到了2萬(wàn)光年,從銀核所在的銀盤(pán)延伸出了四條旋臂,我們的地球就位于其中的獵戶(hù)旋臂上,整個(gè)銀盤(pán)和旋臂都被巨大的球狀銀暈包裹著,銀暈又分為外銀暈和內(nèi)銀暈,內(nèi)銀暈的直徑約為10萬(wàn)光年。
銀暈內(nèi)充滿(mǎn)著大量氣體塵埃,恒星數(shù)量較少,僅有的恒星也比較衰老,但銀暈的總質(zhì)量卻十分龐大,由于銀盤(pán)的氣體和塵埃會(huì)吸收電磁波,所以我們目前暫時(shí)很難觀測(cè)到銀暈完整的組成結(jié)構(gòu)和大小。
此次在百萬(wàn)光年外發(fā)現(xiàn)的銀河系恒星證實(shí)了對(duì)外銀暈規(guī)模的預(yù)言,和原有的研究結(jié)果結(jié)合來(lái)看,銀河系和仙女座星系幾乎已經(jīng)緊貼在一起,碰撞可能在有些地方已將開(kāi)始了。
早在18世紀(jì),科學(xué)家就察覺(jué)出了仙女座星系的存在,但由于當(dāng)時(shí)的觀測(cè)技術(shù)尚不發(fā)達(dá),直到上世紀(jì)20年代,天文學(xué)家在仙女座星系的外區(qū)確認(rèn)了屬于該星系的恒星,證實(shí)了仙女座星系的存在。
憑借著多普勒效應(yīng),天文學(xué)家認(rèn)為仙女座星系在向銀河系靠近,并且測(cè)量出了徑向速度為每秒鐘120公里,但此時(shí)仍然缺乏其他數(shù)據(jù),無(wú)法確定它是否會(huì)和銀河系發(fā)生碰撞,到了2012年,天文學(xué)家通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡分析了仙女座星系在2010年至2012年兩年內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),最終確定了兩個(gè)星系將會(huì)發(fā)生碰撞的事實(shí)。
由于仙女座星系的橫向速度很難精確測(cè)量,所以估算出的碰撞時(shí)間可能在未來(lái)觀測(cè)的觀測(cè)中出現(xiàn)變化,但碰撞是一定會(huì)發(fā)生的事,那么地球會(huì)在其中受到影響嗎?
在我們的認(rèn)知中,銀河系內(nèi)的恒星應(yīng)該是數(shù)量龐大且十分密集的,就像夜空中看到的密密麻麻的星星一樣。那么當(dāng)兩個(gè)星系重合時(shí),一定會(huì)導(dǎo)致無(wú)數(shù)的恒星碰撞在一起,隨后巨量的恒星因碰撞而四分五裂,爆發(fā)出難以想象的能量和輻射,整個(gè)星系都充斥著天體的碎片,地球和太陽(yáng)不是被其他天體毀滅就是被碎片毀滅。
事實(shí)上,這樣地獄般場(chǎng)景并不會(huì)上演
雖然銀河系內(nèi)的恒星很多,但它的范圍也很大,整個(gè)銀河系并不是我們看起來(lái)的那么擁擠,恒星和恒星之間的距離通常都以光年起步,以太陽(yáng)系為例,距離太陽(yáng)最近的恒星是4.22光年外的半人馬座α星,中間的距離足以再塞下3440個(gè)太陽(yáng)系。
這意味著,當(dāng)星系碰撞真的來(lái)臨時(shí),絕大多數(shù)的恒星都會(huì)互相從空隙中穿過(guò),發(fā)生碰撞的幾率可以說(shuō)是微乎其微,如果20億年后人類(lèi)還生活在地球上,就可以看到仙女座星系在逐漸向我們靠近。直到發(fā)生碰撞的前夕,它幾乎會(huì)占據(jù)整個(gè)夜空。
當(dāng)碰撞開(kāi)始時(shí),天空中的銀河在引力作用下慢慢彎曲,直至幾百萬(wàn)年后和仙女座星系徹底融合在一起,
完成一場(chǎng)宇宙中絢麗的煙花秀。