如果银河系与仙女星系相撞会如何?

大约37.5亿年之后,银河和仙女两大星系相互之间会发生潮汐牵引。也就是说,它们之间的相撞是不可避免的,只是会发生在大约40亿年以后。

银河系的质量预计为8.5×101111个太阳质量级,仙女星系的质量约为1.23×101212个太阳质量级。

仙女星系

仙女星系

两大星系将在20亿年以后并合,形成一个新的椭圆星系“银河仙女星系”,质量达到2.08×101212个太阳质量级。银河系拥有约2万亿颗星体,加上仙女星系的约5万亿颗星体,并合后的星系将会拥有约7万亿颗星体。这还不包括稍后会被它并合的三角星系。

下面是对于银河系与仙女星系互相作用的预测和模拟:

银河系

银河系

两大星系将在约30亿年之后相交。从我们的角度看去,仙女星系会从侧面与银河系交会。之后,仙女星系会稍向后退,但两大星系之间会产生一股强大的潮汐力量,形成一个双臂螺旋样式的扩展潮汐尾,就像我们在触须星系中观察到的那样。银河系的暗晕会产生一股拉力,削弱仙女星系的轨道能量。因此,仙女星系只能后退几十万光年的距离。几百万年以后,仙女星系会再次与银河系相交。这一次,两大星系会迎头撞上,经历最后一次的近距离接触。经过1亿年以上的融合,两大星系会最终变成一个椭圆星系,被无数的星壳、星浪和两条扩展的潮汐尾所包围。

乌鸦座内相互作用的触须星系

尽管,这两大并合的星系最终会穿过彼此,再经过几十亿年的时间才最终稳定下来,但这一过程会造就大量星体,并将超新星的形成速度从100年2颗提高到1年1颗!

乌鸦座内相互作用的触须星系

乌鸦座内相互作用的触须星系

超重黑洞最终也会出现。银河系的超重黑洞“人马座A”,其质量约为4.31×1066个太阳质量级。2005年,天文学家们预测,仙女星系的超重黑洞P2,其质量约为3-5×1077个太阳质量级。我们姑且假设它为4×1077个太阳质量级。我们知道,在并合的过程中,黑洞的部分质量会以引力波的形式释放出去。尽管并合后的黑洞质量取决于诸多因素,包括两大星系的初始轨道、旋转速度以及与轨道相关的旋转方向,但其最终质量估计约为4.20945×1077个太阳质量级。而并合过程损失的黑洞质量约为221.55万个太阳质量级。