论文部分内容阅读
华丽的2012年已经过去了一大半，而玛雅预言中的2012末日说已被美国学者推翻。不过，据报道，在众多末日论中，科学家已经推定了两大世界末日预言，—个是银河系与仙女星系的亲密接触，另一个则是太阳变成红巨星后彻底完蛋。太阳至少还有大约50亿年的寿命，而天文学家经过研究发现，在大约30亿年后，我们生活的银河系将要同近邻的仙女星系发生大碰撞，这将会在茫茫宇宙的一角上演无与伦比的天文奇观。
预言碰撞发生
其实，早在1959年就有天文学家意识到仙女星系和银河系可能会相撞。当时，他们还作了一个大胆的猜测：或许仙女星系同银河系会由于彼此的引力发生碰撞，最终形成一个双重星系。他们认为，在宇宙大爆炸后不久便形成了这两个星系，随后由于宇宙的膨胀将两个星系慢慢拉远。而另一方面，由于这两个星系之间引力的吸引，它们又会慢慢地相互靠近。
天文学家们发现，在大约30亿年后仙女星系的轨道将会同银河系的轨道相交，而此时这两个星系正处予旧交点附近并将会发生碰撞。不过，对于这次世纪大冲撞的具体发生时刻还不能明确预言。这主要取决于仙女星系是否具有明显的横向速度。
天文学家们估算出仙女星系的横向速度范围是0～150公里/秒。欧洲空间局未来的“盖亚”探测任务将会测量这一速度，届时也会给我们答案。而眼下，在地球末日来临之前，银河系同仙女星系迎面相撞的具体时间还具有不确定性。
碰撞中的星系
天文学家已经观测到了许多正在碰撞的星系，因此，未来银河系同仙女星系的碰撞根本不足为奇。但在目前的这个阶段，这样的碰撞并不常见，宇宙中每几百个大型星系中才会发生一次这样的大冲撞。然而，如果我们回溯宇宙的早期(请自动想象宇宙大爆炸后狭窄的宇宙)，星系间碰撞的事件是非常频繁的。根据我们现在对宇宙演化的认识，小块的气体和暗物质云从宇宙早期的原始密度微扰中萌发，随后慢慢地并合到了一起形成星系。此后星系间则不断在碰撞并合，最终造就出了今天我们所看到的宇宙模样。这种星系碰撞以及彼此间的并合在星系形成以及演化中扮演了重要的角色。
银河系同仙女星系的并合仅仅是其中的一个小插曲。尽管我们通常将星系碰撞看成是灾难性事件，但是实际上它却是星系生命更迭的另一种转换。计算机模拟已经很清晰地证明，两个旋涡星系的碰撞会形成一个椭圆星系。尽管对于椭圆星系的形成方式仍然有争论，但是一些已有的椭圆星系确实是两个旋涡星系碰撞并合而得。
十几年来，天文学家痴迷于星系的碰撞并试图了解这种碰撞是怎么影响星系以及整个宇宙演化的。在一个孤立的旋涡星系中，其中心引力足以把恒星控制在圆形轨道上绕其转动，并使其保持着类似薄盘的形状。但当两个旋涡星系发生碰撞时，它们彼此间的引力会远远大于其自身的引力束缚。于是星系中的一些恒星就会被“踢”出去，而另一些恒星则会彼此擦肩而过。具体哪些恒星被“踢”出去是由两个碰撞星系的方向来决定的。最后将形成一个开放的、双臂螺旋图案。
随后，两个漩涡星系将带着剩下的恒星相对快速地并合以及形成一个看起来很明显的椭圆星系。这似乎有悖于我们的直觉，但是这些剩下的恒星在两个星系并合时却是彼此擦肩而过的。这是因为同这些恒星间的距离相比，每颗恒星的大小已经是微不足道了。结果是，在夜晚的天空中，你将会看到两个星系如同幽灵一般彼此穿行，复杂的引力相互作用将重新分配能量并最终将两个星系合二为一。
然而，一个真实漩涡星系中10％都是气体构成，而这些气体成分在该星系形成的早期很可能更多。如果在星系碰撞的模型中考虑这些气体的因素，天文学家会发现这些气体很可能迅速地坠落到两个并合星系的核心，并导致恒星形成的强烈暴发。这种星暴在巨蛇座中的一个正在碰撞的星系中已经被天文学家观测到了。
为了深入探讨星系碰撞的过程，早在十几年前科学家们便建立了银河系和仙女星系的碰撞模型。模型中给出了很多有意思的结果。如果在这一碰撞中地球上还有人类存在的话，模型还给出了他们所能看到的景象。
末日来临
随着太阳绕银河系中心运动以及银河系逐渐接近仙女星系，夜晚的天空将会不断地变化。由于太阳的轨道大致呈圆形，我们熟悉的银河光带并不会发生明显改变。相反，天空中的仙女星系则会由原来昏暗的光斑变得更大更明亮。此时，你的眼中将会出现另一个星系充满夜晚天空的奇景。而且，它看起来同银河系一样，只不过中心的核球以及旋涡图案会更加的清晰。
30亿年以后，当这两个星系彼此交叠时，仙女星系将会倾斜并侧向地球。此时，夜晚的天空中会看到两条彼此交叉的银河。随后，仙女星系会后退，但是由于强大的引潮力会产生一个双臂螺旋结构以及长长的潮汐尾。银河系的引力会削减仙女星系的动能并使得仙女星系退行到几十万光年远。随后，仙女星系将迅速朝我们下落。此时，这两个巨型星系相撞的时刻即将来临。它们相撞并合大约需要1亿年的时间才能形成一个椭圆星系。在该椭圆星系的周围将环绕着残余物、波纹结构以及两条长长的潮汐尾。
就在相撞后不久，复杂的引力相互作用将猛烈地干扰太阳的运动并把我们推入银河系的中心。夜晚的天空将一边是两个正在发生碰撞的旋涡星系，另一边则是布满了银河系中心的密密麻麻的亮星。
预言碰撞发生
其实，早在1959年就有天文学家意识到仙女星系和银河系可能会相撞。当时，他们还作了一个大胆的猜测：或许仙女星系同银河系会由于彼此的引力发生碰撞，最终形成一个双重星系。他们认为，在宇宙大爆炸后不久便形成了这两个星系，随后由于宇宙的膨胀将两个星系慢慢拉远。而另一方面，由于这两个星系之间引力的吸引，它们又会慢慢地相互靠近。
天文学家们发现，在大约30亿年后仙女星系的轨道将会同银河系的轨道相交，而此时这两个星系正处予旧交点附近并将会发生碰撞。不过，对于这次世纪大冲撞的具体发生时刻还不能明确预言。这主要取决于仙女星系是否具有明显的横向速度。
天文学家们估算出仙女星系的横向速度范围是0～150公里/秒。欧洲空间局未来的“盖亚”探测任务将会测量这一速度，届时也会给我们答案。而眼下，在地球末日来临之前，银河系同仙女星系迎面相撞的具体时间还具有不确定性。
碰撞中的星系
天文学家已经观测到了许多正在碰撞的星系，因此，未来银河系同仙女星系的碰撞根本不足为奇。但在目前的这个阶段，这样的碰撞并不常见，宇宙中每几百个大型星系中才会发生一次这样的大冲撞。然而，如果我们回溯宇宙的早期(请自动想象宇宙大爆炸后狭窄的宇宙)，星系间碰撞的事件是非常频繁的。根据我们现在对宇宙演化的认识，小块的气体和暗物质云从宇宙早期的原始密度微扰中萌发，随后慢慢地并合到了一起形成星系。此后星系间则不断在碰撞并合，最终造就出了今天我们所看到的宇宙模样。这种星系碰撞以及彼此间的并合在星系形成以及演化中扮演了重要的角色。
银河系同仙女星系的并合仅仅是其中的一个小插曲。尽管我们通常将星系碰撞看成是灾难性事件，但是实际上它却是星系生命更迭的另一种转换。计算机模拟已经很清晰地证明，两个旋涡星系的碰撞会形成一个椭圆星系。尽管对于椭圆星系的形成方式仍然有争论，但是一些已有的椭圆星系确实是两个旋涡星系碰撞并合而得。
十几年来，天文学家痴迷于星系的碰撞并试图了解这种碰撞是怎么影响星系以及整个宇宙演化的。在一个孤立的旋涡星系中，其中心引力足以把恒星控制在圆形轨道上绕其转动，并使其保持着类似薄盘的形状。但当两个旋涡星系发生碰撞时，它们彼此间的引力会远远大于其自身的引力束缚。于是星系中的一些恒星就会被“踢”出去，而另一些恒星则会彼此擦肩而过。具体哪些恒星被“踢”出去是由两个碰撞星系的方向来决定的。最后将形成一个开放的、双臂螺旋图案。
随后，两个漩涡星系将带着剩下的恒星相对快速地并合以及形成一个看起来很明显的椭圆星系。这似乎有悖于我们的直觉，但是这些剩下的恒星在两个星系并合时却是彼此擦肩而过的。这是因为同这些恒星间的距离相比，每颗恒星的大小已经是微不足道了。结果是，在夜晚的天空中，你将会看到两个星系如同幽灵一般彼此穿行，复杂的引力相互作用将重新分配能量并最终将两个星系合二为一。
然而，一个真实漩涡星系中10％都是气体构成，而这些气体成分在该星系形成的早期很可能更多。如果在星系碰撞的模型中考虑这些气体的因素，天文学家会发现这些气体很可能迅速地坠落到两个并合星系的核心，并导致恒星形成的强烈暴发。这种星暴在巨蛇座中的一个正在碰撞的星系中已经被天文学家观测到了。
为了深入探讨星系碰撞的过程，早在十几年前科学家们便建立了银河系和仙女星系的碰撞模型。模型中给出了很多有意思的结果。如果在这一碰撞中地球上还有人类存在的话，模型还给出了他们所能看到的景象。
末日来临
随着太阳绕银河系中心运动以及银河系逐渐接近仙女星系，夜晚的天空将会不断地变化。由于太阳的轨道大致呈圆形，我们熟悉的银河光带并不会发生明显改变。相反，天空中的仙女星系则会由原来昏暗的光斑变得更大更明亮。此时，你的眼中将会出现另一个星系充满夜晚天空的奇景。而且，它看起来同银河系一样，只不过中心的核球以及旋涡图案会更加的清晰。
30亿年以后，当这两个星系彼此交叠时，仙女星系将会倾斜并侧向地球。此时，夜晚的天空中会看到两条彼此交叉的银河。随后，仙女星系会后退，但是由于强大的引潮力会产生一个双臂螺旋结构以及长长的潮汐尾。银河系的引力会削减仙女星系的动能并使得仙女星系退行到几十万光年远。随后，仙女星系将迅速朝我们下落。此时，这两个巨型星系相撞的时刻即将来临。它们相撞并合大约需要1亿年的时间才能形成一个椭圆星系。在该椭圆星系的周围将环绕着残余物、波纹结构以及两条长长的潮汐尾。
就在相撞后不久，复杂的引力相互作用将猛烈地干扰太阳的运动并把我们推入银河系的中心。夜晚的天空将一边是两个正在发生碰撞的旋涡星系，另一边则是布满了银河系中心的密密麻麻的亮星。