Từ năm 2012, các nhà khoa học đã sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble để theo dõi chuyển động của Andromeda, thiên hà xoắn ốc lớn gần chúng ta nhất. Kết quả khi đó cho thấy Andromeda gần như đang lao thẳng về phía Dải Ngân Hà và có thể va chạm với chúng ta trong khoảng 4 tỷ năm nữa.
Tuy nhiên, các nghiên cứu sau này đã khiến kịch bản đâm trực diện không còn chắc chắn. Một số mô hình cho thấy hai thiên hà có thể lướt qua nhau mà không va chạm, số khác lại dự đoán cú va chạm sẽ xảy ra muộn hơn nhiều. Nghiên cứu mới nhất, tính thêm ảnh hưởng hấp dẫn từ các thiên hà vệ tinh xung quanh, cho rằng khả năng va chạm hiện chỉ là 50–50. Dù sao, con người cũng không cần lo lắng. Nếu vụ va chạm thực sự xảy ra, nó có thể còn cách hiện tại khoảng 8 tỷ năm.
Nếu Dải Ngân Hà và Andromeda lao vào nhau, tốc độ tương đối của chúng có thể lên tới khoảng 1 triệu km/giờ. Con số này nghe đáng sợ theo tiêu chuẩn của con người, nhưng trong quy mô vũ trụ lại không quá nhanh. Mỗi thiên hà đều có đường kính hơn 100.000 năm ánh sáng, tương đương hàng tỷ tỷ kilomet. Vì vậy, quá trình “đâm vào nhau” thực tế sẽ kéo dài hàng trăm triệu năm và ảnh hưởng của nó còn tiếp tục tồn tại hàng tỷ năm sau đó.
Andromeda có khối lượng gấp khoảng 1.500 tỷ lần Mặt Trời, còn Dải Ngân Hà vào khoảng 800 tỷ lần. Với khối lượng khổng lồ như vậy, lực hấp dẫn giữa hai thiên hà là vô cùng mạnh. Hãy tưởng tượng thời điểm hai thiên hà chỉ còn cách nhau khoảng 120.000 năm ánh sáng, tương đương đường kính của Dải Ngân Hà. Những ngôi sao ở phía gần Andromeda sẽ chịu lực hút mạnh hơn nhiều so với những ngôi sao ở phía xa. Sự chênh lệch lực hấp dẫn này được gọi là “lực thủy triều”. Kết quả là toàn bộ thiên hà sẽ bị kéo căng. Khi tiến lại gần nhau, hai thiên hà sẽ “xé” nhau ra như kẹo kéo, tạo thành những dải dài gồm sao, khí và bụi gọi là “đuôi thủy triều”. Nghe đến đây, nhiều người có thể tưởng tượng hai thiên hà sẽ va chạm như hai chiếc xe container đối đầu. Nhưng thiên hà không phải vật thể rắn. Phần lớn không gian trong thiên hà thực chất là khoảng trống. Vì vậy, hai thiên hà có thể xuyên qua nhau gần giống như những bóng ma. Sau lần tiếp xúc đầu tiên, lực hấp dẫn sẽ kéo chúng quay lại, rồi tiếp tục va chạm nhiều lần trước khi cuối cùng hợp nhất thành một thiên hà khổng lồ duy nhất. Ngay cả khi không va trực diện, chúng vẫn có thể xoay quanh nhau trong một “điệu nhảy hấp dẫn” phức tạp, tạo ra những chiếc đuôi thủy triều cong vút tuyệt đẹp.
Liệu các ngôi sao có đâm vào nhau? Khả năng này cực kỳ thấp.
Một ngôi sao điển hình có kích thước khoảng 1 triệu km, nhưng khoảng cách trung bình giữa các ngôi sao gần Mặt Trời lên tới khoảng 4 năm ánh sáng — tương đương 40.000 tỷ km. Nói cách khác, các ngôi sao trong thiên hà giống như vài hạt cát nằm cách nhau hàng trăm kilomet. Dù hai thiên hà trộn lẫn vào nhau, phần lớn các ngôi sao vẫn sẽ “né” được nhau. Tuy nhiên, ở vùng trung tâm thiên hà nơi mật độ sao dày đặc hơn rất nhiều va chạm sao có thể xảy ra. Khi đó, các vụ nổ năng lượng khổng lồ sẽ bùng phát như pháo hoa vũ trụ. Dù các ngôi sao hiếm khi đâm nhau, các đám mây khí và bụi khổng lồ trong thiên hà thì khác. Chúng có thể rộng hàng trăm năm ánh sáng nên va chạm là điều gần như chắc chắn. Khi các đám mây này nén vào nhau, chúng có thể kích hoạt những đợt hình thành sao dữ dội, tạo ra hàng loạt ngôi sao mới khổng lồ và cực nóng. Từ xa nhìn lại, hiện tượng này rất đẹp. Nhưng nếu đứng gần, bức xạ mạnh phát ra từ các ngôi sao mới sinh có thể vô cùng nguy hiểm.
Điều đáng lo ngại nhất trong vụ va chạm không phải các ngôi sao, mà là những hố đen siêu khối lượng nằm ở trung tâm mỗi thiên hà. Ở lõi Dải Ngân Hà là Sagittarius A*, có khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời. Trong khi đó, trung tâm Andromeda chứa M31*, nặng tới khoảng 140 triệu lần Mặt Trời. Trong quá trình va chạm, các đám mây khí có thể bị hút mạnh vào những hố đen này, tạo thành các đĩa vật chất siêu nóng và phát sáng dữ dội. Khi đó, cả hai thiên hà có thể trở thành “thiên hà hoạt động”, phóng ra lượng bức xạ năng lượng cao cực kỳ nguy hiểm.
Vài tỷ năm sau, hai hố đen khổng lồ này thậm chí có thể hợp nhất. Sự kiện đó sẽ tạo ra sóng hấp dẫn mạnh đến mức năng lượng phát ra có thể tương đương toàn bộ ánh sáng từ các ngôi sao trong vũ trụ quan sát được cộng lại. May mắn là đến thời điểm ấy, Mặt Trời và Trái Đất có lẽ đã không còn như hiện nay. Khoảng 8 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ phình to thành sao khổng lồ đỏ, nung nóng và hủy diệt Trái Đất trước khi co lại thành sao lùn trắng. Nói cách khác, nhân loại sẽ không phải chứng kiến “màn pháo hoa” thiên hà này.
Dù nguy hiểm ở cấp độ vũ trụ, một vụ va chạm thiên hà từ bên trong sẽ là giấc mơ đối với các nhà thiên văn học. Nó giúp con người hiểu rõ hơn cách các thiên hà tiến hóa và hợp nhất qua hàng tỷ năm. Trong lúc chờ đợi, các nhà khoa học vẫn đang quan sát những vụ va chạm thiên hà xa xôi trong vũ trụ để dự đoán tương lai của Dải Ngân Hà — khi nó cuối cùng sẽ có một cuộc gặp gỡ rất đặc biệt với người hàng xóm Andromeda.
