事件的起因其实是最近的太阳风暴,它烤坏了银河15号的通信系统,但其它系统都没出现问题,还能照常联网。结果卫星就此漫无目的地游荡在茫茫宇宙,成了一颗“幽灵卫星”。这个游荡在饿厮上空的幽灵还很危险,如果它接近其它卫星,就能偷取它们的信号,干扰它们对用户服务。也许最后如果幽灵卫星把地球逼急了,只好用“拔电源”这个终极招数来解决它了。

地球是地月系的中心天体,地月系是最低级的天体系统。月球是地球唯一的一颗天然卫星,地月距离大约是38.4万千米。

所以,与其对着大麦哲伦云杞人忧天,不如关心其他潜在威胁。

一颗通信卫星,银河15号,身处离地球22400英里的高空,突然表示将在外,君命有所不受,不再接受地球上发出的命令。更危险的是,这颗卫星还可能“感染”其它卫星。

“一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星……”通过具体的恒星、星云、行星、卫星……引出天体的概念。天体就是宇宙中的物质存在形式。

“大麦哲伦是银河系的小伙伴,它们之间本来就有一个相互作用的桥,好比手牵手。”中科院国家天文台研究员邓李才告诉记者,大麦哲伦云穿过银河系是有可能的。但它穿过银河系时,很可能面临被银河系撕碎的命运,“因为银河系的质量比大麦哲伦云大很多”。

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星系间的碰撞火花四射? 没有想象中的大场面

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结果在部分报道中关注点却变成了:银河系会在20多亿年后遭到大麦哲伦云撞击,太阳系甚至地球会因此被甩出去。

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他解释道,星系与星系之间的距离很远,哪怕离地球最近的仙女座星系,距离银河系也有约250万光年之遥。而在星系内部,物质的分布也十分松散。所以它们之间的碰撞是“柔软的”,并不会引起激烈的反应。

首先从我们人类所在的地球开始。

不过,英国团队讨论大麦哲伦云与银河系相撞、太阳系是否会被甩出银河系或地球的命运如何,并不是他们研究的初衷。

那么想一下,太阳在银河系的恒星中所占的比重是多少?还不到一千亿分之一呢,也就是说太阳在银河系中更微不足道。

实际上,这次的故事并不复杂。故事的主角是银河系与它的卫星星系——大麦哲伦云,这是银河系卫星星系中最亮、质量最大的一个。“无论大麦哲伦云还是太阳系,它们都处在银河系的引力势阱中,无论怎么蹦跶都难以跳出银河系的如来佛掌。”中科院国家天文台研究员王杰说。

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令人挠头的是,解释银河系为何与其他星系不同本身就很矛盾。“银河系之所以特别是因为我们对它的观测更仔细。”王杰表示,观测越仔细,当然越容易发现它与众不同。

地月系属于太阳系。太阳是太阳系的中心天体,占总质量的99.86%,其他天体都在太阳的引力作用下绕其公转。这也告诉我们,如果自己想要成为一个系统的中心,就得好好打造自己,从而具备足够的实力。

“大麦哲伦云穿过银河系星系盘,特别是靠近太阳系时
,太阳系有可能挣脱银河系的引力束缚,飞到银晕之中。”王杰说,当太阳系跑到了银晕之中,地球上的人看到的银河系将不再是一条银色的带子,而是漩涡纹路的椭圆的盘子。

文|守望

而卡洛斯与团队运用数字模拟的方法寻找答案。他们模拟了1000个包含了银河系、仙女星系和大麦哲伦云的系统。模拟结果显示,大麦哲伦云会在20多亿年后进入银河系,在它们并和后,银河系的上述特别之处就不存在了。

如果银河系放在总星系这个大背景中,就像太阳放在银河系中一样的感觉呢。

实习记者 代小佩

古代人们曾认为地球是宇宙的中心,托勒密进一步发展成“地心说”,在当时有一定的进步意义。

从月球是空心的到宇宙完全被“墙”包裹,再到快速射电暴是外星人发来的信号……关于宇宙的话题每隔一段时间就能引发一次舆论风暴。

在太阳系中,太阳以外的其他天体包括八大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质。

银河系是特殊的存在? 可能因为我们身处其中

现在人类观测到的像银河系这样的恒星系统又有上千亿个。这些银河系以外的恒星系统,被称为河外星系。银河系和河外星系,称为总星系。

实际上,围绕银河系的卫星星系有100多个,任何一个都有可能从太阳系附近穿过去,而且可能比大麦哲伦云来得更早。“从这个角度来看,太阳系受扰动的情况太多了。”
王杰说。

太阳系属于银河系。在银河系里,像太阳这样的恒星大约1000亿颗以上。银河系的直径10万光年。太阳系距银河系的中心大约3万光年。

与之类似,对银河系的长期观测表明,LCDM的解释存在不足。王杰介绍,银河系特别的地方很多,比如上述研究所关注的:与同质量星系相比,银河系中心的超大质量黑洞质量过小,银晕的质量比较小且金属丰度偏低,此外,银河系还拥有大麦哲伦云这样的超大质量卫星星系。

看来不论哪个天体都难以成为宇宙的中心。

“目前来看,对LCDM的挑战大部分都是来自我们对银河系的观测。因此,宇宙学家们一直在寻找合适的理论去解释为何银河系与标准模型预测不同,从而使标准模型能够自洽。”王杰告诉记者,实际上,很多宇宙学家都试图通过不同路径做类似的研究工作。

但我们知道,对于我们地球来说,万物生长靠太阳。没有太阳,就没有地球的上生命物质。这也就像我们每一个人,可能对于地球上总人口来说,我们连九牛一毛都算不上,但对于我们自己的家庭来说,我们就像太阳对地球的意义一样。

但宝典也有不太灵的时候。王杰表示,LCDM目前能对尺度较大的宇宙进行较为准确的预言,用LCDM来解释小尺度上的宇宙现象就会出现问题。“就好像我们身处高空,可以看到地球上无数只不同种类的蚂蚁,它们的种类、总体数量以及分布和模型预言的结果都相吻合,但当我们靠近观察每一只蚂蚁时,蚂蚁之间的差别可能就和预测出现差异了。”

刚才提到银河系的直径是10万光年,也就是按照光的速度去走,还要走10万年。

近日,英国杜伦大学的一个研究团队在《皇家天文学会月报》上撰文指出,大麦哲伦云可能在20多亿年后与银河系相撞。

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那么,卡洛斯及其团队为何煞费苦心证明银河系其实很普通呢?

地球上的人口现在已经超过70亿,我们每个人占总人口的比重还不到七十亿分之一。对地球的这么多人口而言,我们每一个个体可以说是微不足道的。

王杰解释道:“由于大麦哲伦云质量较大,它进入银河系星系盘后会带来很大扰动,从而使得银河系中的超大质量黑洞质量变大,被潮汐力肢解出去的恒星也会让银晕的质量增加、金属丰度提高。如此一来,银河系就变成了与标准模型预言相吻合的普通星系。”

在这茫茫宇宙中,我们这样的一个人类个体,实在太渺小。但是我们每个人也是这宇宙中的唯一,从生命的起源到出生,一直到以后的成长过程,哪怕任何一个微小的环节出现问题,可能就没有我们自己现在这个生命存在了。

不过,王杰表示,这种情况发生的概率非常小。即便发生了,也可能不会给地球带来致命影响,因为地球与太阳紧密地绑在一起,两者分开的可能性不会很大,地球不会陷入黑暗寒冷中。

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该研究团队成员在文章发表前曾与王杰讨论过。“研究团队想说明的是,大麦哲伦云与银河系合并后,银河系可能会变成一个‘普通’的星系。这样就可以大大缓解银河系和标准宇宙学模型预言的差距导致的压力。”王杰表示。

总星系就是天文学家所说的可见宇宙。宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙在时间上没有开始没有结束,在空间上没有边界没有尽头。

太阳系被甩出银河系? 这个概率非常小

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首先,小行星对地球的碰撞更激烈。“数目众多的彗星或者小行星极有可能碰撞到地球,这比星系的碰撞概率更大,威胁也更大。”王杰说。

太阳到底是不是宇宙的中心呢?当然不是。

幸运的是,这些碰撞发生的概率也很小,且都不足以致命。这是因为宇宙学上的相撞与我们寻常理解的相撞不同。王杰说:“它们之间不是硬碰硬,不会像小行星撞地球那样砸向彼此,而非常可能是擦肩而过。”

16世纪哥白尼认为宇宙的中心不是地球,而是太阳。他的日心说日益得到许多天文观测事实的支持,托勒密的地心体系逐渐被摒弃。

除此之外,邓李才还谈到另一种威胁:太阳进入红巨星演化阶段,在其膨胀到地球轨道之前,地球上的环境就会变得非常恶劣,不适宜生命存活。“但这也是几十亿年后的事情。”

能够生存到现在,本身就是万分幸运的事情,就值得万分感恩。只有做最好的自己,才能对得起这份幸运哪。

进行上述研究的英国卡洛斯·福伦克团队在计算机上模拟了大麦哲伦云与银河系的相互作用,并测算出20多亿年后二者可能相撞。

今天我去理科班上地理课,这个班是新学期的第一节课,学习宇宙中的地球。

对此,邓李才表示认同:“两个星系相撞可能导致星系盘被破坏掉,形成无盘结构的椭圆星系,这是星系尺度上相互作用的后果。但我们完全不必担心这个过程会影响太阳系行星系统,特别是我们关心的地球。”

天体有两个特征,一是物质性,二是运动性。天体的运动是不是看心情,随心所欲呢?当然不是,天体的运动是有规律的。天体之间相互吸引、相互绕转形成天体系统。于是我和学生们走进不同级别的天体系统。

首先需要请出标准宇宙学常数-冷暗物质模型(Lambda-CDM
model,LCDM),它好比揭开宇宙奥秘的宝典,能解释宇宙中的大部分现象,尤其可以对3000万光年以上的大尺度结构进行很好的预言。

消息一出,各种猜测如潮而至。比如有人说,两个星系的相撞火花四射,太阳系会被甩出银河系,地球生命却因此逃过一劫。果真如此吗?

大麦哲伦云进入银河系后,太阳系会怎样呢?“无论大麦哲伦云怎样穿过银河系,以及这个过程中如何相互作用,都可能通过动力学作用影响太阳附近的银河系盘结构,从而影响包括太阳在内的恒星。”邓李才告诉记者。

但当这两个星系并和时,还有另外一个危险:银河系中央的黑洞会被激发,会产生大量的伽马射线。“这些射线可能会影响地球的大气层臭氧,但因为太阳系藏于银河系盘中,距离也较远,应该不会完全剥离地球的臭氧层,不会对地球上的万物构成实质性威胁。”

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