來自仙女座的愛

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


又一個星系來了……(圖片來源:NASA, ESA, Z. Levay 和 R. van der Marel (STScI), T. Hallas, 和 A. Mellinger)

一些最近關於銀河系長期未來的研究促使我翻出並重新潤色了這篇來自2010年“無限生命”檔案的文章。事實證明它比以往任何時候都更相關……


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在行星和生命的背景下,星系主題是一個有趣的議題。以我們自身的情況為例。儘管如此非哥白尼式地令人反感,但毫無疑問,今天的銀河系是“特殊的”。這不應與“特殊星系=特殊人類”的任何概念混淆,因為銀河系的天體物理特殊性是否對我們坐在這裡剔牙的可能性有重大影響,目前尚不清楚。儘管如此,科學方法就是這樣,我們需要儘可能少地帶有偏見地關注所有觀察結果——所以詢問“特殊”星系可能對生命意味著什麼是可以的,只是不要太得意忘形。

首先,銀河系很大。作為螺旋星系,它的直徑和質量都處於頂尖水平。在相對較近的宇宙中,它和我們最近的大星系仙女座是房間裡的大力士。這立即使其有些不尋常,可觀測宇宙中的絕大多數星系都較小。與仙女座的關係也非常特殊。實際上,銀河系和仙女座是一對雙星,我們對時空的相互扭曲導致我們以每秒約 80 英里的速度衝向彼此。大約 40 億年後,這兩個星系將開始一場緩慢的碰撞,持續時間可能長達 1 億年左右。這將是一種軟碰撞——單個恆星相對於它們之間的距離來說太小了,以至於它們本身不太可能碰撞,但兩個星系中大量的氣體和塵埃會撞擊在一起——引發新恆星和行星系統的形成。

一些動力學模型(包括那些在最新的最新研究中基於哈勃望遠鏡測量的模型)表明,我們的太陽系可能會被拋離合並星系的中心更遠,另一些模型則表明它可能會被拋向未來巨型星系(銀河仙女座星系?)新形成的恆星核心。這對生命有影響嗎?對我們來說,答案可能無關緊要。大約僅 10 億年後,太陽將變得足夠明亮,以至於我們在地球上享受的溫帶氣候可能早已消失。在 30-40 億年後,它可能足夠明亮,以至於火星,如果那時還沒有完全乾涸並失去大氣層,可能會維持“宜居”的溫度。取決於引力動力學的變幻莫測將太陽系帶到何處,隨著仙女座緩慢地穿過,我們最終可能會被超新星的噼啪聲和爆裂聲所包圍,因為碰撞引發的新大質量恆星的形成正在進行中。總而言之,情況看起來不太好。但對於我們今天看到的正在形成的其他地方、其他太陽系來說,情況可能會大不相同。

想象一下,一個類地世界現在才剛剛開始形成。到 40 億年後仙女座犁過我們的星系,合併和穩定下來時,可能會有一個物種坐在那裡寫部落格,談論他們存在於一個多麼“特殊”的時間和地點。他們可能會驚歎於他們的太陽被拋離新星系中心更遠是多麼幸運——遠離所有那些討厭的超新星。他們可能會敬畏地凝視著無數新的行星系統,這些系統是在這些表親星系的氣體碰撞時形成的,這是一個新世界的黃金時代。他們無疑會撰寫論文,論述星系合併如何可能是宇宙中高度宜居區域的標誌——不像所有那些無聊的孤立星系。聽起來他們有點得意忘形了,但實際上他們所做的一切我們都已經做過了。獲得視角是最困難的事情之一,特別是從我們微小的存在角度來看。

從今天到未來 70 億年,仙女座和銀河系擁抱的事件序列(圖片來源:NASA, ESA, Z. Levay 和 R. van der Marel (STScI), T. Hallas, 和 A. Mellinger)

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