25岁北大博士生“算”出:65亿年后,银河系将迎来撞击并合
25岁北大博士生“算”出:65亿年后,银河系将迎来撞击并合
文|《中国科学报》记者孙滔
65亿年后,银河系与“邻居”仙女座星系将逐步并合,最终形成一个新的巨大星系。这个事件的发生概率是90%。
这是25岁的吴昊最新发表的研究结论,他关心银河系的命运。
4月9日,作为第一作者,这位北京大学天文学系三年级博士生在国际天文学期刊《天体物理学杂志快报》(ApJL)上在线发表了他们团队的研究成果。论文通讯作者为中国科学院大学天文与空间科学学院副教授黄样和北京大学天文学系教授张华伟。
他们的研究颠覆了芬兰学者Till Sawala等人于2025年6月初发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)的一项研究结论。后者认为,银河系与仙女座星系在未来100亿年内发生并合的概率可能仅约为50%。
一个主打“撞击并合”,一个主打“不会撞击”。
“银仙并合”
仙女座星系距离银河系约250万光年,是距离银河系最近的大型旋涡星系,也是本星系群(以银河系为中心的小型星系集团)中,唯一体量、质量与银河系接近的大型星系。
早在一百多年前,天文学家就发现,在银心参考系下,仙女座星系以110公里每秒的径向速度朝银河系运动。
它们会相遇并发生“银仙并和”,还是会擦肩而过?这就成了天文学家关心的问题。
哈勃空间望远镜(HST)的早期直接测量表明,仙女座星系相对于银河系的切向速度(也就是垂直于径向的速度)仅约17公里/秒。切向速度越小,二者相撞的概率就越大。因此天文学界一直认为二者将在约55亿年后发生并合。
直到2025年6月初,Till Sawala等人发表在《自然-天文学》的研究否认了之前的推测。
早在2024年10月的组会上,吴昊就关注到了Till Sawala等人提前公布在预印本平台arXiv的同一个研究。那个时候,吴昊正困惑于红蓝样本差异巨大的现象。在天文学研究中,星体样本按温度与演化阶段分为两类:蓝色恒星样本为高温大质量的年轻恒星,红色恒星样本为低温恒星或演化至晚年的恒星。
对于仙女座星系的运动,吴昊仅用一两个月就得到了初步结果。然而他们发现,基于欧洲航天局盖亚空间望远镜(Gaia)的高精度天体测量数据,蓝色恒星和红色恒星样本测出的切向速度相差200公里每秒,而整个星系的切向速度才数十公里每秒。这个差异无法解释。Till Sawala等人的研究同样没有解决这个问题。
这个问题困扰了吴昊两三个月,直到他查阅了Gaia的官方文档,才发现偏红的天体样本速度存在系统性偏离。
修正这种偏离后,对应仙女座星系相对于银河系的切向速度为46.7公里/秒。正是这个关键的修正,让“银仙”命运的预测结果产生了质的不同。
主题:银河系|TillSawala等人|切向速度