Ми не хочемо вас лякати, але наш власний Чумацький Шлях йде на зіткнення з Андромедою, найближчою до нашої спіралі. У якийсь момент протягом наступних декількох мільярдів років наша галактика та Андромеда - які також є двома найбільшими галактиками в Локальній групі - зійдуться разом і матимуть катастрофічні наслідки.
Зірки будуть викинуті з галактики, інших буде знищено, коли вони врізяться у зливаються надмасивні чорні діри. І делікатна спіральна структура обох галактик буде зруйнована, коли вони стануть єдиною, гігантською, еліптичною галактикою. Але як би це катаклізматично не звучало, подібний процес насправді є природною частиною еволюції галактики.
Про це майбутнє зіткнення астрономи знають вже деякий час. Це засновано на напрямку та швидкості нашої Галактики та Андромеди. Але що ще важливіше, коли астрономи заглядають у Всесвіт, вони бачать зіткнення галактик, що відбуваються регулярно.
Гравітаційні зіткнення:
Галактики утримуються разом взаємною гравітацією і орбітою навколо спільного центру. Взаємодії між галактиками досить поширені, особливо між гігантськими та супутниковими галактиками. Часто це є наслідком того, що галактики пливуть занадто близько одна до одної, до того, коли сила тяжіння супутникової галактики приверне один із первинних спіральних гігантських галактик.
В інших випадках шлях супутникової галактики може змусити її перетинатися з гігантською галактикою. Зіткнення можуть призвести до злиття, якщо припустити, що жодна галактика не має достатньо імпульсу, щоб продовжувати роботу після зіткнення. Якщо одна з галактик, що стикаються, значно більша за іншу, вона залишиться значною мірою недоторканою і збереже свою форму, тоді як менша галактика буде розірвана і стане частиною більшої галактики.
Такі зіткнення є відносно поширеними, і вважається, що Андромеда в минулому зіткнулася хоча б з однією іншою галактикою. Декілька карликових галактик (наприклад, сфероїдна галактика Стрільця-карлика) в даний час стикаються з Чумацьким Шляхом і зливаються з ним.
Однак слово зіткнення є дещо помилковим, оскільки надзвичайно помірний розподіл речовини в галактиках означає, що фактичні зіткнення між зірками чи планетами вкрай малоймовірні.
Зіткнення Андромеди-Чумацького Шляху:
У 1929 році Едвін Хаббл виявив спостережні докази, які показали, що далекі галактики віддаляються від Чумацького Шляху. Це призвело до того, що він створив Закон Хаббла, в якому йдеться про те, що відстань і швидкість галактики можна визначити, вимірюючи її червоне зміщення - тобто явища, коли світло об'єкта зміщується до червоного кінця спектра, коли він віддаляється.
Однак спектрографічні вимірювання, проведені на світлі, що надходить від Андромеди, показали, що його світло зміщується до синього кінця спектра (ака. Блюз зміщення). Це свідчило про те, що на відміну від більшості галактик, які спостерігалися з початку 20 століття, Андромеда рухається до нас.
У 2012 році дослідники визначили, що зіткнення між Чумацьким Шляхом та Галактикою Андромеди, безумовно, відбудеться, грунтуючись на даних Хаббла, який відслідковував рухи Андромеди з 2002 по 2010 рік. наша галактика зі швидкістю близько 110 км / секунду (68 миль / с).
З цією швидкістю він, швидше за все, зіткнеться з Чумацьким Шляхом приблизно через 4 мільярди років. Ці дослідження також дозволяють припустити, що M33, трикутна галактика - третя найбільша і найяскравіша галактика Місцевої групи - також будуть брати участь у цій події. Ймовірно, він опиниться на орбіті навколо Чумацького Шляху та Андромеди, а згодом зіткнеться із залишком злиття.
Наслідки:
Під час зіткнення галактик великі галактики цілком поглинають менші галактики, розриваючи їх і включаючи зірки. Але коли галактики схожі за розмірами - як Чумацький Шлях та Андромеда - близька зустріч руйнує спіральну структуру цілком. Дві групи зірок зрештою стають гігантською еліптичною галактикою без помітної спіральної структури.
Такі взаємодії можуть також викликати невелику кількість утворення зірок. Коли галактики стикаються, це призводить до того, що величезні хмари водню збираються та стискаються, що може викликати ряд гравітаційних колапсів. Зіткнення галактики також спричиняє передчасне старіння галактики, оскільки значна частина її газу перетворюється на зірки.
Після цього періоду невпинного утворення зірок у галактик вичерпується паливо. Наймолодші найгарячіші зірки вибухають як наднові, а все, що залишилося, - це старші, крутіші червоні зірки з набагато довшим терміном життя. Ось чому гігантські еліптичні галактики, результати зіткнень галактик, мають стільки старих червоних зірок і дуже мало активного утворення зірок.
Незважаючи на галактику Андромеди, що містить близько 1 трлн зірок, і Чумацький Шлях, що містить близько 300 мільярдів, шанс зіткнення навіть двох зірок незначний через величезні відстані між ними. Однак обидві галактики містять центральні надмасивні чорні діри, які будуть сходитися поблизу центру новоствореної галактики.
Це злиття чорної діри призведе до передачі орбітальної енергії зіркам, які протягом мільйонів років будуть переміщені на вищі орбіти. Коли дві чорні діри настануть протягом світлового року одна від одної, вони будуть випромінювати гравітаційні хвилі, які випромінюватимуть подальшу орбітальну енергію, поки вони повністю не зливаться.
Газ, узятий комбінованою чорною дірою, може створити світлий квазар або активне ядро, що утворюється в центрі галактики. І останнє, наслідки злиття чорної діри також можуть вигнати зірки з більшої галактики, в результаті чого зоряні недоброзичливі зірки можуть навіть носити з собою планети.
Сьогодні розуміється, що галактичні зіткнення є загальною рисою у нашому Всесвіті. Зараз астрономія часто імітує їх на комп’ютерах, які реально імітують фізику, що займається - включаючи сили гравітації, явища дисипації газу, утворення зірок та зворотній зв'язок.
І обов’язково перегляньте це відео про майбутнє галактичне зіткнення, люб’язно надано NASA:
Ми написали багато статей про галактики для космічного журналу. Ось що таке галактичний канібалізм? Галактичні зіткнення можуть притупити формування зірок, новий випуск Хаббла: драматичне зіткнення галактики, віртуальна галактична розгрома !, це неминуче: Чумацький шлях, галактика Андромеди, що прямує до зіткнення, космічне зіткнення: наш найкращий вигляд ще з двох об'єднаних Галактик, та визначення швидкості зіткнення Галактики.
Якщо вам потрібна додаткова інформація про галактики, перегляньте випуски новин Hubblesite про галактики і ось наукову сторінку НАСА про галактики.
Ми також зафіксували епізод "Астрономічної ролі про галактики" - Епізод 97: Галактики.
Джерела:
- Hubblesite - зображення
- НАСА - Андромеда Чумацький Шлях
- Вікіпедія - зіткнення Андромеди-Чумацького Шляху
- SDSS - Галактика зіткнень
