​银河系发生弯曲?为什么会这样?请看天文学家们的新假设

根据美国国家航空航天局(NASA)的说法,我们的星系正在与另一个星系相互碰撞

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内容:一直以来,天文学家们认为银河系是一个完美对称的星系,具有扁平的螺旋边缘,那么近年来的研究进展表明事实并非如此,银河系外部发生了变形和扭曲。事实上,天文学家们多年来一直在探索导致银河系变形的原因。而如今,一个新的假设正被讨论:一次正在进行着的星系碰撞。银盘扭曲(银盘:银河系可见物质的主要部分,外形呈扁平圆盘状。) 银河系是一个围绕黑洞形成的棒旋星系,其中包括2000亿至4000亿颗恒星和至少1000亿颗行星。然而,20世纪50年代后期,天文学家们已经观察到银河系的圆盘并不是平坦的。 事实上,银盘似乎因各种潜在现象而弯曲和变形。各种各样的理论被发觉出来以解释其成因。比如:星系间磁场的影响,暗物质晕的影响等等…… 今天,欧洲航天局(ESA)的研究人员提出了另一种假设:这是正在进行的星系碰撞的结果。

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在《自然—天文学》杂志(Nature Astronomy)上发表的一项研究中,由位于都灵的意大利国家天体物理研究所的天体物理学家埃洛伊莎•波乔(Eloisa Poggio)带领的一组研究人员测量了由欧洲航天局的盖亚太空望远镜观测到的1200万颗恒星的运动。盖亚是专为测量恒星的位置、距离和运动而设。然后,令人惊讶的是,天文学家发现银河系的变形会随着时间的推移而变动!这是旋进现象。这种变形将在600亿到700亿年内绕银河系一周。然而,这种变形行进的速度太快了,不可能是由于星系间磁场或暗物质晕造成的。因此,天文学家们又找寻到一个更为有力的现象作为原因:星系碰撞。

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卫星星系的引力效应的结果(注:卫星星系是收到引力影响而环绕另一个大星系的星系)
需要注意的是,由于观测技术的进步,直到近几年天体物理学家才可以开始模拟出银河系外部的变形细节。正如埃洛伊莎•波乔(Eloisa Poggio)解释的那样,“我们的银河系为星系变形提供了一个独特的案例研究,这要归功于对银河系恒星分布和运动学的详细了解。 然而,由于缺乏运动学约束,我们银河系扭曲变形的原因和动力性质仍不清楚。”

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盖亚任务已经提供了银河系和其他星系碰撞的证据。因此,研究人员也关注到与另一个星系发生碰撞的可能性,特别是那些围绕银河系运行且比银河系小得多的星系。这种碰撞可能正在发生,并且正在产生扭曲银盘的波动。就像你把一颗小石子扔进水里,它会产生同心的涟漪。

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被考虑的星系之一是人马座,它已经几次穿过银盘,最终应该被银河系完全吸收。然而,正如埃洛伊莎•波乔(Eloisa Poggio)解释的那样,我们没有危险,因为“我们太阳系所在的位置,受到扰动的程度很低 ”。“我们的测量主要涉及银盘的外部,距银心52000光年,甚至更远。”

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相关知识

仙女座星系-银河系碰撞(Andromeda–Milky Way collision)是预计四十亿年后,在本星系群中两个最大的成员星系──银河系和仙女座星系之间发生的星系碰撞[1][2]。在星系碰撞的有关模拟研究中仙女座星系-银河系碰撞常常被用来当作此类现象的范例[3]。事实上,在这种星系碰撞中星系中所包含的恒星等天体并不会真的发生物理上的碰撞接触,因为星系本身是非常弥散的——作为距离太阳最近的恒星,比邻星与地球间的距离也有太阳直径的三千万倍之遥。(如果太阳按比例缩小为一枚25美分硬币大小,那么比邻星则在700千米之外。)如果这个理论正确,那么在大约三十亿年后仙女座星系内的恒星与气体将能够在地球上用肉眼看到[4]。

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约37.5亿年后两星系的夜空图

如果仙女座星系与银河系发生了碰撞,两个星系将在大约七十亿年后最终合并为一个更大的椭圆星系。对于这一合并后星系的命名有多种提议,其中最广为接受的是“Milkomeda”,亦即“银河系”(Milky Way)和“仙女座星系”(Andromeda)的英文合称[5]。要指出的是,现在还无法确定这场碰撞是否一定发生。仙女座星系相对于银河系的径向速度可以通过对星系中恒星光谱的多普勒效应的观测来测量,但其横向速度 (即自行运动的速度)无法直接测量。

这样,虽然我们已知仙女座星系正以每秒120千米的速度向银河系接近,但依然无法得知届时它会和银河系碰撞,还是错过。目前对仙女座星系横向速度的最佳估计是小于每秒100千米[6],这暗示着星系的暗物质晕将会发生碰撞,而星系盘则可能不会。欧洲空间局2013年发射的航天器盖亚试图透过测量仙女座星系中恒星的位置,精确测定仙女座星系的横向速度[1]。空间望远镜研究所的弗兰克·萨默斯(Frank Summers)根据凯斯西储大学克里斯·米霍斯(Chris Mihos)教授和哈佛大学的拉尔斯·赫恩奎斯特(Lars Hernquist)教授的研究,制作了描述这一预期事件的计算机图像[7]。

BY: Maurine Briantais

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选文:天文志愿文章组-

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://dailygeekshow.com/galaxie-collision/

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