發現仙女座星系
這個星系併合的主角之一是我們身處的銀河系，另一位主角就是仙女座星系（梅西耶星表編號31，星雲星團新總表編號位NGC 224）。之所以叫仙女座星系是因為她在天球上的位置在仙女座，視星等3。4等，在無月夜是可以用肉眼看到的。
仙女座星系是本星系群中最大的星系，距離我們254萬光年，其中包含10000億顆恆星，而我們人類所在的銀河系僅有3000億顆恆星。那麼這個巨大的星系是怎麼發現的呢？
20世紀初，美國天文學家亨利愛塔·勒維特利用造父變星進行天體測距。由於造父變星的光變週期（即亮度變化一週的時間）和其自身的亮度存在很強的相關性，因此透過測量光變週期就可得到其本徵的亮度，再透過亮度和距離的平方反比關係求得距離，因此造父變星的這一特徵成為標準燭光。
船尾座RS是銀河系中最亮的造父變星之一（圖片來源/Wiki ）
在同一時代，美國天文學家維斯托·斯里弗透過觀測天體譜線的多普勒效應發現了天體的紅移現象，也就是說該天體在向遠離我們的方向運動。1923年，美國天文學家埃德溫·哈勃透過觀測仙女座星系中的造父變星，發現其距離遠超銀河系的本身尺度，這打破了當時人們普遍認為的整個宇宙只有銀河系大小的觀點。1929年埃德溫·哈勃提出了著名的哈勃定律：由於宇宙膨脹，絕大多數星系都會遠離我們（紅移），而星系的退行速度與我們的距離成正比，這就意味著宇宙並非是靜止的，而是在膨脹。
星系華爾茲的誕生
但在實際觀測中卻存在幾個例外，比如仙女座星系，並不是遠離我們，而是朝著銀河系中心以110千米/秒的速度（扣除了太陽在銀河系的旋轉速度）而來，這也意味著在未來，很可能這兩個星系會碰撞。
大家都知道，在馬路上，兩輛汽車相撞的可能性還是比較大的，之所以如此，是因為在同一條馬路上，可以認為是一維空間。假如是在任何方向都可以任意馳騁的大草原上，兩輛汽車相撞的機率就要低得多。
那麼如果是在三維空間，其碰撞機率就應該低得更多，況且是在這麼遙遠的距離—254萬光年。空間上的一個微小的角度偏差最終就會導致在距離上的巨大偏差，因此兩個星系的碰撞看起來還是非常“難”的一件事。
而真正確定這個碰撞的是美國馬里蘭州巴爾的摩空間望遠鏡研究所的科學家羅伊蘭德·範德·馬雷爾（Roeland van der Marel）和桑姆·託尼·孫（Sangmo Tony Sohn）等人。
2002—2010年間，他們利用哈勃空間望遠鏡，透過長期的自行（和視線垂直方向的速度）觀測，對仙女座星系的不同區域分別進行了細緻觀測和計算，結果發現這兩個星系在大約40億年後的碰撞是不可避免的，併合後的星系被稱為Mikodeda或者Milkdromeda，就是銀河系（Milky Way）和仙女座星系（Andromeda）的英文結合體。
哈勃空間望遠鏡
2015年5月，《自然》雜誌報道了這則新聞，並對這次碰撞進行了數值模擬，同時還利用動畫給出了40億年之後仙女座星系和銀河系兩個星系的首次“親密接觸”，這就像是兩位舞者在華爾茲中的首次牽手。這時如果從地球上看，我們首先會看到仙女座星系離我們越來越近，並且看起來越來越大，之後這兩個星系幾乎是擦肩而過，再經歷20億年，兩個星系又會回頭再次擁抱，發生明顯的併合，最終成為一個巨橢圓星系或者一個巨形盤狀星系。
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