銀河系會與另一個星系合併嗎?

我們的銀河系是由過去的合併形成，它將會是未來許多合併的縮影。

文/David J. Eicher

譯/geekFox

原文/astronomy.com/magazine/greatest-mysteries/2019/07/45-will-the-milky-way-merge-with-another-galazy

本文基於創作共同協議（BY-NC）

成群的星系和星團中的星系經常會互相靠近而經過。它們有時會發生碰撞，並以壯觀的方式合併。

銀河系是星系群中的主要成員，被稱為 "本星系群"。天文學家目前認識的成員大約有50個，其中大部分都是相當小的成員。雖然地方星系群中的星系之間有很大的空間，但問題來了。銀河系會不會和它的一個鄰居星系合併？

大約30到40億年後，仙女座星系(M31)，離銀河系最近的大螺旋體，將漂移到足夠近的地方，開始與我們的母星系合併。圖源：Tony and Daphne Hallas

事實上，我們的銀河系是由過去的合併形成的，它將是未來許多星系合併的縮影。銀河系形成和演化的最可能的圖景是，在早期宇宙中通過與許多小原生星系的合併而成長。科學家們認為，在其最初的幾十億年裡，我們的星系粉碎和吞噬了多達100個原生星系。

但星系的合併狂歡還在繼續。天文學家看到的證據表明，銀河系在過去的幾億年裡吞噬了多達5個甚至11個小星系。這些合併並不像天文學家觀察到的兩個大星系聚集在一起時 形成的大規模恆星爆發。相反，這些合併是在銀河系撕裂開來時發生的，並慢慢吸收了那些離得太近的小矮星系。

天文學家是如何知道銀河系遠古星系合併的？證據散布在球狀星團和老恆星在銀河系的銀暈的記錄中，而銀暈在銀河系的星盤上方和下方延伸很遠。

現在在澳大利亞國家天文臺工作的天文學家Dougal Mackey對這些天體進行了廣泛的研究。他發現，較老的星團是銀河系形成時的殘餘物。而較年輕的天體，可能是從銀河系吸收的矮星系中帶入銀河系的舶來品。對這些天體、它們的位置、速度和性質進行編目，可以幫助天文學家重建銀河系的合併歷史。

現在至少有一個合併正在進行中。一個名為人馬座矮星系的小矮星系正在被銀河系撕開吸收。這個星系位於人馬座，天空中其他地方上空的恆星、氣體和碎片流顯示它正在被撕碎。與天文學家Gerry Gilmore一起，Mackey懷疑銀河系最近可能經歷了七次像這樣的矮星系合併。

在N11B中爆發出恆星形成的爆發。N11B是銀河系的衛星星系——大麥哲倫雲（LMC）中的氣體和塵埃雲。雖然它距離銀河系16萬光年，但隨著時間的推移，LMC會被銀河系吸入並 "吃掉"。圖源：You-Hua Chu and Y le Nazé

"少量的合併與我們看到的殘餘星系並不是不一致，"Mackey說。"在我看來，毫無疑問，還有更多的殘餘星系將被發現，很可能是像從人馬座觀測到的那些恆星流的形式。" 事實上，在2018年初，天文學家宣布在銀河系內發現了11個新的恆星流，使銀河系內的恆星流總數達到了35個左右。

相對吞噬矮星系，大合併更悲壯、更具爆炸性。銀河系在幾十億年後將迎來一次合併，而這次合併的對象是天空中最著名的仙女座星系（M31）。這個本星系群中最大的成員，是業餘觀測者的最愛，正以每秒1百多公裡的速度向銀河系移動。在這個速度下，30億到40億年後，兩個巨大的旋渦星系將開始合併。其結果可能就像我們現在看到的觸鬚星系或小鼠星系一樣（Antennae or Mice galaxies），緊緊地擁抱在一起。

Mackey說，「這很可能是一個相當混亂的事情，這兩個星系之間的引力將使它們都發生扭曲和破壞，將巨大的恆星羽狀物送入星系間的空間，永遠不會再回來。第一次近距離通過將激發潮汐尾巴，也很可能在銀河系和仙女座之間架起一座恆星的『橋梁』。」

Mackey進一步解釋道，"在第一次近距離相遇後，星系會分開，然後第二次落回一起，發出更多的恆星流，進一步擾亂每個星系。這個循環會再發生幾次，產生更複雜的噴出恆星的模式。"

這種相互作用將把恆星、塵埃雲、氣體和行星拋向太空，但每一次通過都會使兩個扭曲的星系更接近。"最終，兩個星系最密集的區域將合併，被複雜的混合恆星光環包圍，"Mackey說。

對於銀河系的居民來說，那將是一個令人興奮的時代。

「狐極客」（微信號geekfoxmedia），專注天文科研的通俗化。