一场宇宙列车脱轨事故可能正在我们的未来逼近。仙女座星系，我们银河系的近亲，正朝着我们猛冲过来。如果你知道往哪里看，你已经可以看到它正在靠近——仙女座大螺旋星系看起来像是一团模糊的污迹，虽然暗淡但比满月还要大，出现在北半球夏末和秋季的天空中。在漫长的岁月中，随着我们邻近的星系逐渐靠近，它在天空中会变得越来越大，直到它吞噬我们的整个视野——届时它将与我们的星系发生物理碰撞，在由此产生的合并中引发混乱并抛射出恒星，甚至可能将我们自己的太阳系抛射到星系际空间。
或者这可能不会发生。很难说。
尽管大量研究表明这两个巨大的结构之间可能发生碰撞——而且多年来肯定不乏关于这种可能性的报道——但星系撞击绝非不可避免。事实上，一个由欧洲科学家组成的国际团队对这一观点提出了质疑。在一篇（尚未经过同行评审的）研究论文中，该论文发布在预印本服务器 arXiv.org 上，研究人员表明，当考虑到附近其他星系的影响时，银河系与仙女座星系相撞的可能性仅为 50% 左右。这是一个相当大的可能性，但远非确凿的赌注。
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虽然仙女座星系主要是朝我们而来，但它也可能向侧面移动。如果这种横向偏移足够大，该星系可能会与我们擦肩而过。
银河系是一个扁平的盘状星系，宽度约为 120,000 光年。它包含数千亿颗恒星，以及气体和尘埃云、各种各样的死亡恒星，以及中心的一个非常大的黑洞。它还被一个由古老恒星和不可见的暗物质组成的巨大晕圈所包围。银河系的总质量约为太阳质量的 1.5 万亿倍。我们的星系非常巨大。
仙女座星系也大致如此，但质量可能要大 30%。该星系位于广阔的星系际空间中，距离我们约 250 万光年。仙女座星系和银河系是本星系群中最大的两个成员，本星系群是一个由约 100 个星系组成的小星系团，其中大多数星系都小得多且暗淡得多。接下来两个最大的星系是三角座星系 (M33)，它距离银河系约 270 万光年（距离仙女座星系仅 70 万光年；它们在夜空中彼此靠近），以及大麦哲伦星云 (LMC)，它是银河系的卫星星系，距离我们约 16 万光年。这四个星系在本星系群中占据主导地位。
在星系团——由数百或数千个星系组成的大型集合体——中，我们经常看到成员星系发生碰撞。星系之间的引力相互作用可以将它们拉到一起进行宇宙舞蹈，这可能需要近十亿年的时间才能完成。两个相互作用的星系通常首先近距离擦肩而过，然后在稍后的某个时候回旋并相互撞击。这两个星系可以合并，形成一个更大的天体，最终演变成一个棉球状的椭圆星系。
然而，这种简单的总结掩盖了此类事件令人难以置信的混乱。近距离擦肩而过会像拉太妃糖一样拉伸这对星系，因为每个星系都在引力上抓住另一个星系，拉出被称为潮汐尾的气体和恒星流，其长度可达数十万光年。角动量导致潮汐尾在两个星系擦肩而过时优雅地弯曲。这个过程也从星系中窃取了轨道能量，使它们减速，掉回彼此并合并。碰撞中涉及的混乱会极大地改变恒星的轨道，将一些恒星抛向银河系中心，或将它们远远抛入银河系郊区。
更糟糕的是，围绕星系运行的无数气体云非常巨大——有些宽度达数百光年。它们确实会发生碰撞，当它们碰撞时，它们会坍缩并形成大量恒星，从而产生巨大的能量爆发。不仅如此，而且大量的尘埃和气体可能会被震落，从而猛扑向每个星系中心的超大质量黑洞，堆积在外面形成一个极其炽热的吸积盘。当所有积累的物质接近其最终坠入黑洞深渊时，它会爆发出比两个星系中所有恒星加起来还要多的能量。
因此，尽管星系合并需要数亿年的时间才能展开，但它们可能是非常引人注目的事件。它们通常不是宜居行星的好去处。
这自然而然地引出了仙女座星系和银河系是否注定要合并的问题。早期对仙女座星系的研究表明（与宇宙中几乎所有其他星系不同），它是蓝移的，这意味着它正在穿过太空朝银河系移动。这种运动并非微不足道：该星系正以每秒约 110 公里的惊人速度逼近。
这使得碰撞看起来似乎不可避免。如此快速逼近的东西怎么可能不会撞击？答案是，虽然仙女座星系主要是朝我们而来，但它也可能向侧面移动。如果这种横向偏移——天文学家称之为横向速度——足够大，该星系可能会与我们擦肩而过。
问题在于测量这种横向运动。仙女座星系距离我们很远，它在天空中的视运动非常小。直到最近，天文学家才能够测量到这种微小的运动。不确定性仍然很大，但总体横向速度表明，仙女座星系和银河系至少会经历一次近距离擦肩而过。有多近，我们尚无法确定。
新的研究考虑到了这一点。科学家们创建了两个星系运动的计算机模拟，并将其向前推进以查看是否会发生碰撞。该团队采用了与过去其他人不同的方法，反复运行模拟，每次都稍微更改输入参数——例如，稍微增加或减少速度——以涵盖测量数字中的不确定性。
这种方法建立了统计模型，给出了碰撞的可能性。当研究人员仅对银河系和仙女座星系进行此操作时，他们发现星系碰撞的次数略低于一半。这几乎就像抛硬币：正面表示碰撞，反面表示近距离擦肩而过，但避免了实际合并——尽管这种相互作用会导致某种程度上破坏性较小的早期描述的混乱。
这项研究的新颖之处还在于纳入了 M33 和 LMC，这两个星系的质量都足够大，可以引力影响它们大得多的兄弟姐妹的轨迹。仅包括 LMC 就将碰撞的几率降低到只有 30% 左右——它围绕银河系运行，并且在大多数情况下，它基本上将我们拉到侧面，足以躲避碰撞。然而，加入 M33 后，它又将我们拉回仙女座星系，再次使我们面临对等的撞击几率。
这比不可避免性要好，但可能不那么令人放心。如果你更喜欢轻松呼吸，请注意，如果这场约会真的发生，那也将在大约 80 亿年后才会发生。到那时，太阳已经演化过了它的红巨星阶段，烤焦了地球并萎缩成白矮星。我知道，这并不能带来多少安慰。
另一方面，诸如此类的碰撞和合并是星系如何生长的。银河系是星系中的一个巨人，它通过本质上是星系吞噬的方式到达这里。尽管混乱，但未来的合并天体——一些天文学家称之为“银河仙女座星系”（Milkomeda）——可能会在一段时间内恢复活力，并在余波中诞生数百万颗新恒星。（老实说，我不太喜欢“银河仙女座星系”（Milkomeda）这个名字，但我无法想到更好的名字。“仙女银河”（Andromeway）更糟糕。）
还有更黯淡的命运。而且，再次强调，这次碰撞可能根本不会发生。随着时间的推移，随着天文学家对仙女座星系进行更多观测，我们将获得更好的数据，我们将确切地知道前方等待着我们的是什么。
这是一篇观点和分析文章，作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。