什么？仙女座比地球还年轻？【博科园-科学科普（关注“博科园”看

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【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】自古以来人们就仰望夜空，看到仙女座星系。作为离我们最近的星系，科学家们已经能够观察和仔细观察这个巨大的螺旋星系几千年了。到了20世纪，天文学家意识到仙女座星系是银河系的姐妹星系，正在向我们移动（或者说互相接近）。在45亿年后的时间里，它甚至会和银河系形成一个超级星系。然而天文学家似乎对仙女座星系的一个主要方面的看法是错误的。根据最近由法国和中国天文学家组成的研究小组的研究，这个巨大的螺旋星系形成于不到30亿年前的一次大规模的合并。

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根据一项新的观察和数值模拟，科学家已经确定仙女座星系是由最近的碰撞形成的。图片版权：Wikipedia Commons/Adam Evans

这意味着仙女座，正如我们今天所知道的：实际上比太阳系更年轻，太阳系地球还年长15亿年岁！这项名为《仙女座星系及其区域2-3亿年前主要合并范例》的研究最近在皇家天文学会的月报上发表。法国巴黎天文台Etoiles，Physique et Instrumentation（GEPI）部门Galaxies的主要研究员Francois Hammer领导的团队包括来自中国科学院和斯特拉斯堡大学的成员

依靠最近研究收集的数据，发现了仙女座星系和银河系的巨大差异。第一个研究是在2006年到2014年之间进行的，展示了仙女座星系在其圆盘(不到20亿年)中拥有大量年轻的蓝色恒星，它们在大尺度上进行随机运动。这与银河系圆盘上的恒星形成了鲜明的对比。此外2008年至2014年间，在夏威夷群岛的法裔加拿大望远镜(CFHT)进行的深入观察显示了仙女座星系光环的一些有趣之处。这个巨大的区域是银河系的10倍大，是由巨大的恒星流构成的。其中最突出的就是所谓的“巨型河流”，这是一种扭曲的圆盘，它的边缘有贝壳和团块。

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利用这一数据，法国和中国的合作用法国现有的两台最强大的计算机——巴黎天文台的MesoPSL和国家科学研究中心(CNRS) IDRIS-GENCI超级计算机，建立了一个详细的“仙女座菌株”数值模型。用最终的数值模型，团队能够证明这些最近的观测只能通过最近的碰撞来解释。基本上得出结论在7到100亿年前，仙女座星系由两个星系组成，它们缓慢地到达了一个相遇的轨道。在优化了这两个星系的轨迹后，研究人员确定它们会在18到30亿年前碰撞。这一碰撞是我们今天所知道的仙女座菌株诞生的原因，它使它比我们的太阳系更年轻——这是大约46亿年前形成的。

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更重要的是能够计算出两个母星系的质量分布，它们合并成仙女座星系，这表明大星系的体积是小星系的四倍。但最重要的是，这个团队能够详细地再现今天所有构成仙女座菌株的结构，包括凸起、棒、大圆盘以及年轻恒星的存在。在它的圆盘上有年轻的蓝色恒星，至今仍无法解释，这是由于碰撞后发生的一段强烈的恒星形成时期。此外像“巨流”和光环外壳的结构属于较小的父星系，而分散的团簇和光环的扭曲性质则来自于较大的星系。

研究也解释了为什么与其他星系相比，较小星系的特征在重元素中有不足之处，也就是说它的质量不那么大，所以它形成的重元素和恒星较少。这一研究对于星系的形成和演化非常重要，主要是因为它是第一个成功地再现星系的数值模拟。这项研究的影响范围远远超出了我们银河系的范围。这也是一个很好的例子，说明越来越精密的仪器如何导致更详细的观察结果，而这些观察与越来越复杂的计算机和算法相结合，会导致更详细的模型。

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人们只能猜测未来的外星智能(ETI)是否会对我们自己的星系产生类似的结论，一旦它与仙女座星系合并，数十亿年之后。碰撞和产生的特征肯定会引起任何先进物种的兴趣研究它！

知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：巴黎天文台，皇家天文学会月报
作者：Matt Williams
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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传播：博科园