根据目前的研究,在30至40亿年后,银河系将会与仙女座大星系发生碰撞,最终融合为同一个星系。不过,根据最新的研究,早在20亿年前,仙女座大星系就曾经进行过一次疯狂的吞噬了。
星系之间的碰撞并不是稀奇事,这在宇宙的历史上频频出现。包括我们的银河系在内,也曾经融合了许多的星系,才成长到今天10万光年的直径的。在未来,大小麦哲伦星云以及人马座矮椭球星系等卫星星系,都将在银河系的引力作用下被吞噬。
同样的,作为本星系团中最巨大的星系,直径达到了22万光年的仙女座大星系也经历过相似的过程。尽管它现在和我们距离有254万光年,不过它和银河系正在以每秒大约300公里的速度相互靠近,并最终融为一体。
仙女座大星系的演化历史,对于天文学家来说也是非常重要的研究课题,因为它在一定程度上也能反映银河系的历史。最近,在利用暗能量光谱仪(DESI)对其进行观测的时候,天文学家发现了一个巨大的秘密。
暗能量光谱仪于2018年安装在美国亚利桑那基特峰国家天文台的梅耶尔天文望远镜中,包含了5000个微型机器人,分为10组,主要目标就是探测暗能量对宇宙膨胀的影响。其研究手段是对整个宇宙数以千万计的星系、类星体的光谱进行观测,绘制出史无前例的宇宙3D地图。
在利用DESI进行观测的时候,天文学家发现,仙女座大星系中有大约7500颗恒星比较特殊。根据它们的位置和运行状态进行分析,他们发现这些恒星原本并不属于仙女座大星系,而是从其他星系迁移过来的。尽管它们的“移民”时间远在大约20亿年前,但这段历史还是被天文学家还原了。
虽然关于星系合并的历史,我们说得如此肯定,但天文学家也一直在努力寻找着足够确切的证据。而这一次的发现,正是他们梦寐以求的观测结果。爱丁堡大学的天体物理学家Sergey Koposov指出:“在此之前,我们从未在恒星的运行中如此清晰地看到这种证据,也未曾发现通过这种合并过程形成的结构。”
当星系发生碰撞,恒星融入新星系的时候,通常会形成碎片流、环或者羽流等特征,这就是天文学家寻找的星系碰撞的证据。
在本次观测中,天文学家不仅发现了这样的结构,并且其运行模式和此前建立的动力学模型高度一致,印证了此前的理论。
除了运行模式之外,恒星的金属性也是证明其来源的关键。一般来说,形成于相同区域的恒星,包含的化学元素成分也是保持一致的,并且除了氢和氦以外的成分越多,就代表其形成时间越晚。通过对这些恒星的金属性的分析,天文学家也能确认它们有一个和仙女座大星系不同的起源。