Астрономи вже певний час знають, що Чумацький Шлях та галактики Андромеди зіткнуться в якусь майбутню дату. Найкраща здогадка про цю зустріч минула приблизно 3,75 мільярда років. Але тепер нове дослідження, засноване на випуску даних 2 від місії Gaia в рамках ESA, вносить ясність у майбутнє зіткнення.
До загальної картини зіткнення більше, ніж просто Чумацький Шлях та Андромеда (M31). Дві галактики входять до групи галактик, що називається Локальна група, а Локальна група має третій великий член, Галактика трикутника (M33). Хоча Локальна група містить інші галактики, саме згадані три складають більшу частину маси. З трьох Андромеда - наймасовіша, Чумацький Шлях - другий за масовістю, а Трикутник - третій.
Локальна група складається з понад 54 різних галактик, хоча більшість з них є карликовими галактиками, гравітаційно приєднаними до великої трійки. Гравітаційний центр Групи знаходиться десь між Чумацьким Шляхом та Андромедою.
Хоча зіткнення передбачається вже певний час, все ще існує велика невизначеність. Космічний телескоп "Хаббл" та інші наземні "прилади", наприклад, дуже довгий базовий масив (VLBA), надали спостережні докази цього зіткнення. За допомогою цих даних астрономи змогли трохи дізнатися про те, як змінилися орбіти Андромеди та Трикутника з часом.
Андромеда і Трикутник - це спіральні галактики, як Чумацький Шлях, і вони знаходяться десь від 2,5 до 3 мільйонів світлових років від нас. Вони також досить близькі, щоб потенційно взаємодіяти гравітаційно, що затьмарює прогнози зіткнення.
Сюди входить місія ЕСА Gaia.
“Нам потрібно було дослідити рухи галактик у 3D, щоб виявити, як вони виросли та розвивалися, а також що створює та впливає на їх особливості та поведінку.“
Ведучий автора дослідження Роланд Ван дер Марел, Науковий інститут космічного телескопа в Балтіморі, США.
“Нам потрібно було дослідити рухи галактик у 3D, щоб виявити, як вони виросли та розвивалися, а також що створює та впливає на їх особливості та поведінку,- каже головний автор Роланд Ван дер Марел з Науково-дослідного інституту космічного телескопа (STScI) у Балтіморі, США. "Нам це вдалося зробити за допомогою другого пакету високоякісних даних, опублікованих Gaia.“
Місія Gaia складає 3D-карту нашої галактики Чумацький Шлях, і це також робить для частин Місцевої групи. Хоча "сфери на зразок Хаббла дають нам різкі погляди інших членів Місцевої групи, вони не дають нам точних вимірів позицій та рухів окремих зірок. Це місія Гаї.
“Ми розчісували дані Геї для виявлення тисяч окремих зірок в обох галактиках і вивчали, як ці зірки рухалися в межах своїх галактичних будинків,"Додає співавтор Марк Фардал, також STScI. "Хоча Гея в першу чергу має на меті вивчити Чумацький Шлях, він досить потужний, щоб помітити особливо масивні та яскраві зорі в сусідніх зореутворюючих районах - навіть у галактиках поза нашою власною.“
У минулому, коли астрономи використовували Хаббл та інші обсерваторії для вивчення руху трьох найбільших членів Місцевої групи, вони знайшли дві можливості. Або галактика Трикутник знаходиться на неймовірно довгій орбіті шести мільярдів років навколо Андромеди, але вона вже потрапила в неї в минулому, або зараз знаходиться на першому падінні. Кожен сценарій відображає різний орбітальний шлях, а отже, різну історію формування та майбутнє для кожної галактики.
Але зараз Гея дала астрономам набагато більше даних, з якими можна працювати. Він не тільки розкриває, як галактики рухаються через космос, він показує їх швидкість спіна. Дані швидкості спінінгу давно бажані, з тих пір, як астрономи почали вивчати формування та еволюцію галактик сто років тому, і Гайя нарешті виголосила.
“Нарешті, обсерваторія настільки ж розвинена, як Гая, щоб нарешті це зробити.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Нарешті, обсерваторія настільки ж розвинена, як Гая, щоб нарешті це зробити,- каже Роланд. "Вперше ми виміряли, як М31 та М33 обертаються на небі. Астрономи раніше бачили галактики як скупчені світи, які не могли бути окремими «островами», але зараз ми знаємо інше. Минуло 100 років, і Гая остаточно виміряла справжню, крихітну швидкість обертання нашого найближчого великого галактичного сусіда, M31. Це допоможе нам зрозуміти більше про природу галактик.“
Дослідники, що стояли за дослідженням, поєднали наявні дані з новими даними з Gaia Release 2, щоб створити більш точну картину про те, як Андромеда та Трикутник рухаються через космос. Вони змогли спроектувати це в минуле і в майбутнє протягом мільярдів років.
“Швидкість, яку ми знайшли, показує, що М33 не може знаходитися на довгій орбіті навколо М31 ", - каже співавтор Екта Патель з Університету Арізони, США. "Наші моделі одноголосно означають, що M33 повинен бути в першому падінні в M31.“
Дослідження також виявило більше того, що пропонується Чумацькому Шляху та Андромеді. Замість зіткнення (яке точніше називається взаємодією припливів, оскільки жодна зірка чи планети ніколи не зіткнулися), це буде більше поглядом. І замість того, щоб відбутися приблизно через 3,75 мільярда років, це буде приблизно через 4,5 мільярда років. Фу!
“Цей висновок має вирішальне значення для нашого розуміння того, як розвиваються та взаємодіють галактики ».
Тімо Прусті, науковий співробітник проекту ESA Gaia
Новий документ і нові дані Гаї також проливають світло на те, як галактики на зразок Андромеди та Трикутника формуються та розвиваються.
“Цей висновок має вирішальне значення для нашого розуміння того, як розвиваються і взаємодіють галактики ", каже Тімо Прусті, науковець проекту ESA Gaia. "Ми бачимо незвичні риси як у M31, так і в M33, такі як викривлені потоки та хвости газу та зірок. Якщо галактики раніше не збиралися, їх не можна було б створити силами, відчутими під час злиття. Можливо, вони утворилися в результаті взаємодії з іншими галактиками або через газову динаміку всередині самих галактик.
Джерела:
- Дослідницький документ: Перший Гея Динаміка системи Андромеди: правильні рухи, орбіти та обертання DR2 М31 та М33
- Прес-реліз ESA: GAIA відкриває нову швидкість для зіткнення на Чумацькому Шляху-Андромеди
- Місія ESA - GAIA
