天文学家认为银河系注定要撞上仙女座星系，现在他们不太确定了
天文学家认为银河系注定要撞上仙女座，现在他们不太确定了。图片来源：NASA
（蜘蛛网eeook.com）据《对话》（鲁比·赖特，亚历山大·罗林斯）：多年来，天文学家一直在预测我们银河系的戏剧性命运：与我们最近的大型星系邻居仙女座正面碰撞。预计在大约50亿年后，这一合并已成为天文学纪录片、教科书和科普写作的主要内容。
但在赫尔辛基大学Till Sawala领导的发表在《自然天文学》上的新研究中，我们发现银河系的未来可能并不像以前假设的那样确定。
通过仔细考虑现有测量中的不确定性，并包括其他附近星系的引力影响，我们发现银河系和仙女座星系在未来100亿年内合并的可能性只有50%左右。
为什么我们认为碰撞是不可避免的？
银河系和仙女座星系正在碰撞的想法可以追溯到一个多世纪前。天文学家通过测量仙女座星系的径向速度——它沿着我们视线的运动——利用其光的颜色的轻微变化，称为多普勒频移，发现仙女座星系正在向我们移动。
但星系也会在天空中横向漂移，这种运动被称为固有运动或横向速度。这种侧向运动很难被探测到，尤其是对于数百万光年外的星系。
早期的研究通常认为仙女座的横向运动很小，这使得未来的正面碰撞几乎是肯定的。
这项研究有什么不同？
我们的研究没有任何新数据。相反，我们重新审视了哈勃太空望远镜和盖亚任务的现有观测结果。
与早期的研究不同，我们的工作考虑了这些测量中的不确定性，而不是假设它们最可能的值。
我们模拟了银河系和仙女座星系数千种可能的轨迹，每次都略微改变了假设的初始条件，比如两个星系的速度和位置。
当我们从早期研究的相同假设开始时，我们得到了相同的结果。然而，我们也能够探索更大范围的可能性。
我们还包括了另外两个影响银河系和仙女座星系未来路径的星系：大麦哲伦星云，一个目前正在落入银河系的巨大卫星星系，以及M33，也被称为三角座星系，它围绕仙女座星系运行。
这些伴星系施加引力，改变其宿主的运动。
M33将仙女座稍微推向银河系，增加了合并的机会。与此同时，大麦哲伦星云使银河系的运动远离仙女座星系，从而降低了碰撞的可能性。
考虑到所有这些，我们发现在大约一半的模拟场景中，银河系和仙女座星系在未来100亿年内根本不会合并。
其他星系展示了银河系和仙女座星系未来三种情景的例子：星系在夜间经过、近距离相遇、完全碰撞和合并。来源：美国国家航空航天局/欧洲航天局
如果它们碰撞或不碰撞，会发生什么？
即使合并确实发生，对地球来说也不太可能是灾难性的。星系中的恒星相距甚远，因此直接碰撞很少见。
但随着时间的推移，星系会在重力作用下合并，形成一个更大的星系——可能是一个椭圆星系，而不是我们今天看到的螺旋星系。
如果星系不合并，它们可能会进入一个漫长而缓慢的轨道，相互环绕——它们是永远不会完全碰撞的亲密伙伴。这是一个温和的结果，但它仍然重塑了我们对银河系遥远未来的理解。
接下来会发生什么？
剩下的最大的不确定性是仙女座星系的横向速度。即使这种横向运动的微小变化也会使合并和未遂之间产生差异。未来的测量将有助于完善这一值，并使我们更接近一个更清晰的答案。
关于我们银河系的未来，我们还没有一个明确的答案。但探索这些可能性表明，我们对宇宙的了解还有很多，即使是在离家很近的地方。
