银河系和仙女座星系作为我们所在本地星系群中最庞大的两大螺旋星系，其未来究竟会否发生碰撞与合并，长期以来一直是天文学界和公众关注的焦点。传统上，科学界普遍认为两大星系正沿着即将汇合的轨道前进，预计在未来数十亿年内发生碰撞，最终形成一个庞大的椭圆星系。然而，最新的研究显示，这一结论尚存巨大的不确定性，未来两星系的命运可能远比先前想象的复杂且多样。作为星系演化研究的热点课题，该领域结合了高精密度的观测数据模拟，权威科研成果正不断刷新我们对于银河系-仙女座碰撞的认知。基于2025年发表于《自然天文学》的权威论文“没有确定的银河系-仙女座碰撞”，研究人员借助包括欧洲航天局的盖亚卫星与哈勃太空望远镜提供的最新数据，重新审视了两大星系未来演化的多重可能性，从根本上挑战了长期以来广为流传的碰撞必然论。银河系与仙女座星系的运动状态是预测其未来命运的关键。
历史上，仙女座星系向银河系靠近的径向速度已被观察到逾百年，然而其横向速度的测量由于距离遥远且速度微小而极具挑战，直到近十年内哈勃望远镜和盖亚卫星的联合作用才实现精确测定。研究显示，这两大星系的横向速度并非零，且数值存在不确定区间，导致其轨道并非完美的碰撞轨迹，而是一系列可能的轨道情形之集合。通过建立四体模型，包含银河系、仙女座星系、三角座星系(M33)和大麦哲伦星云(LMC)，科学家发现这两个较小天体对银河系与仙女座的引力动态产生显著影响。三角座星系由于其质量较大，倾向于促进银河系和仙女座星系的合并概率，而大麦哲伦星云的运动轨迹却可能促进两大星系绕行而不实际合并，使得碰撞发生的概率降低。基于对各种不确定参数进行上万个蒙特卡洛样本模拟，研究得出一个关键结论：未来10亿年至100亿年内，银河系与仙女座星系发生直接碰撞的概率仅约五成。这一数据远低于以往以最可能参数计算出的必然合并结论。
科学家指出，这种不确定性不仅起源于当前观测数据的误差，还反映了天体系统本身的复杂性及其多体相互作用的动态特性。推动星系间碰撞发生的主要机制之一是动力摩擦，其本质是引力作用下天体轨道动能逐渐转化为其内部能量，导致轨道最终衰减并实现合并。动态摩擦的强弱深受参与星系的质量和密度分布影响。银河系与仙女座的暗物质晕特征，在模拟中采用经典的纳维-弗伦克-怀特(NFW)球对称模型，进行动力学积分并计算动力摩擦效应。尽管该方法简化了天体结构，但能够合理近似星系引力相互作用的主导物理过程。观测数据中距离模数、位移、线速度和异常的运动参数均被考虑，并且经过严格的误差截断处理，避免因不现实极端观测值而产生偏差。
设置20千秒差距作为星系合并判定距离阈值，确保模拟中“合并”定义的统一性。遇到距离不足该值的轨迹，被认定为合并事件。模拟结果显示，轨道存在明显的双峰分布：一类轨道距离足够接近，必然因动力摩擦而逐渐合并；另一类轨道最近接距离较远，动力摩擦不足以让星系联结，未来将维持长期分离状态。此外，研究还发现两大主星系的伴星系角色不可忽视。大麦哲伦星云的存在使银河系轨道发生侧向“回冲”，增加横向速度分量，从而产生轨道绕行的趋势，减少合并几率。三角座星系则起反作用，略微抑制横向速度，促进合并。
星系的质量估计是影响动态预测的最大源头之一。银河系质量估计集中在1万亿太阳质量上下，仙女座亦在约1.3万亿太阳质量，三角座和大麦哲伦星云较小，但仍不可忽略。质量的上限和下限变动显著影响合并概率，质量更大意味着引力增强，更易促使合并。未来，盖亚卫星数据的持续释放以及更高精度的射线和侧向速度测定，将极大缩小测量误差，从而进一步明确两星系的轨道动态。然而，研究警告仅仅提高某一数据的精度还不足以完全确定结果，因为整个星系群的复杂互作用和环境影响也会带来额外不确定。更综合的、包含更广体量和物质分布的宇宙学约束模拟有助于揭示这些因素的作用。
值得一提的是，传统天文学界及科普媒体所广泛传播的银河系与仙女座必然碰撞并合并进程，其可信度正在因新兴证据而逐渐削弱。该研究促使我们重新审视银河系未来轨迹的多样可能性，不应过早断言毁灭性事件的发生。银河系“终结”的命题其实存有相当大的不确定性，甚至有可能在未来数十亿年乃至更长时间内繁荣稳定地存在于宇宙中。尽管如此，银河系和仙女座星系与它们的伴星系之间的相互作用依然是一个活跃的研究前沿，通过持续观测和高性能数值模拟，天文学家将逐步厘清本地宇宙群的命运密码。对于普罗大众而言，认识到宇宙的宏大动力学并非单一结局的叙事，而是充满变数的长篇故事，更增添了人类对宇宙家园的敬畏与探索渴望。银河系与仙女座星系的未来并非既定，而是待我们持续揭示的宇宙谜团之一。
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