银河系用它的引力困住了大麦哲伦星云 接下来会发生什么？

我们银河系附近最大的伴星是大麦哲伦星云（LMC），这是一个在南半球肉眼可见的矮星系。近年来，新的理论研究和更好的观测能力让天文学家对我们的邻居（不算小）有了更多的了解。越来越清楚的是，LMC正在帮助塑造银河系的演化。

剑桥大学的尤金·瓦西里耶夫（Eugene Vasiliev）说：“长期以来，人们一直认为我们的星系过着隐居的平静生活，离我们最近的‘大’邻居是距我们约800千秒差距的仙女座星系。但随着人们越来越认识到 LMC 的质量相当大，而且由于一个特殊的‘历史时刻’（它刚刚经过其轨道的中心附近，在那里它的速度和对银河系的相互作用是最高的），我们不能再忽视它对银河系造成的扰动。”

LMC 的质量是我们银河系的10-20%，值得我们认真对待。天文学家认为这是它第一次绕银河系运行。在这个轨道开始之前，它本身就是一个螺旋星系。与银河系的相互作用扭曲了它的旋臂，尽管它仍然有一个强大的中央棒状结构，作为它以前结构的证据。

上图：在智利阿塔卡马沙漠的帕拉纳尔天文台上空看到的大小麦哲伦云。

同时，银河系也被这种相互作用改变了。例如，离 LMC 最近的恒星和恒星流的轨道发生了偏转，银河系也发生了更大的结构变化。因为银河系不是刚性的，而是由不同密度的恒星、尘埃、气体和岩石组成的，所以，靠近 LMC 的部分受到的影响要比远处的部分大。最终的结果是星系的形状发生了微妙但重要的变形，尤其是在外围区域。

天文学家应该能够看到这些变化的证据，但这不是一项容易的任务。研究我们所在星系的形状是很困难的，很大程度上是因为我们不能像拍摄遥远星系那样拍摄到整个银河系的快照（只因我们置身其中）。

尤金·瓦西里耶夫表示，对于天体物理学家来说，生活在我们自己的星系里确实是一件好事，也是一件坏事。一方面，我们可以高精度地测量数百万颗恒星的3D位置和速度，这要归功于盖亚（Gaia）天文测量卫星和众多互补的地面光谱调查。这是我们只有在遥远的星系才能梦想做到的事情，在那里我们“没有关于恒星沿视线分布的信息。”

另一方面，银河系阻挡了我们对自身的大部分观察：星际尘埃过滤了银河系密集区域的光线，隐藏了信息。更重要的是，对于像盖亚这样的位置和速度测量来说，银河系的最远端太遥远了。因此，研究人员需要依靠模型来填补空白：他们根据我们对银河系较近部分的了解来预测银河系较远的部分。

上图：艺术家对银河系三条恒星流的印象。当LMC在附近经过时，像这样的流的轨道会被打乱。

但是，这使得我们很难清楚地看到大星云对银河系的影响。如果模型中有一个小的误差（例如，即使是对距离的高估5%）也会扭曲我们对银河系的了解，并会掩盖由大黑洞引起的扰动。

虽然很难，但这并不意味着天文学家要放弃。LMC 的大小和距离意味着它对我们的星系的扰动应该是相当大的。但是如何找到它们呢？

在某种程度上，答案可能在于最近的盖亚数据，该数据显示了银河系星系晕中恒星位置和速度的奇特“条纹”模式。光环是一个环绕着银盘的球形区域，它所包含的恒星密度比银盘大得多。

这些条纹图案被认为是死了很久的星系在古代与银河系合并留下的痕迹，比如假想的盖亚-恩克拉多斯（Gaia-Enceladus）星系。

上图：哈勃拍摄的球状星团NGC 2808的图像，它可能曾经是盖亚-恩克拉多斯星系的核心。据信，它在遥远的过去曾与银河系合并。

当 LMC 在最近的过去靠近银河系时，它应该在这些条纹中留下扭曲，这就是像瓦西里耶夫这样的天文学家希望找到的。光晕是一个完美的观测地点，因为该区域的低密度使得它比星系内部区域更容易受到 LMC 飞掠引起的变化的影响。

事实上，我们的太阳系和银河系盘面的密集区域，在某种程度上不受 LMC 扭曲的影响。银河系的这些区域是致密的，所以当 LMC 经过时，每颗恒星都移动了相同的量。它不会留下任何明显的扭曲。

瓦西里耶夫说，这有助于把 LMC 对银河系的引力想象成月球对地球的引力：“一个孤立的湖泊没有潮汐，”他解释说，“但整个海洋都有潮汐，因为月球的引力在其空间范围内是不同的。”

同样地，我们不太可能在我们的附近看到 LMC 扭曲，但在浩瀚的星系晕中，这种影响变得更加明显。

“我们走得越远，差异变化就变得越重要，”瓦西里耶夫说。

今年4月，瓦西里耶夫发表了一篇关于 LMC 对银河系影响的最新知识综述。虽然近年来取得了进展，但仍有很多东西需要学习，新的盖亚数据正在为更好的模型铺平道路。

至于银河系和LMC的未来，它们最终会发生碰撞。LMC将在几十亿年后与银河系合并，为银河系的光晕带来更多的质量和金属丰度。当然，这一戏剧性的事件将只是银河系更大合并的前兆，因为仙女座（Andromeda）星系将在那一刻向我们靠近。

如果说这个故事有什么寓意的话，那就是：没有一个星系是一座孤岛。银河系的邻居正在帮助塑造它的过去、现在和未来，天文学家在研究我们的家园星系时，正在努力把这些影响考虑在内。

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