Что будет когда галактики столкнуться
Столкновение Андромеды и Млечного Пути уже началось. Почему так рано?
Если бы Андромеда достаточно подсвечивалась, вы бы увидели ее на Земле уже сейчас
Столкновение Млечного Пути с галактикой Андромеды
Причина, по которой столкновение происходит на несколько миллиардов лет раньше запланированного срока, заключается в том, что галактика Андромеды намного больше, чем кажется. Яркий звездный диск этой галактики имеет диаметр около 120 000 световых лет, что немного больше Млечного Пути. В последние годы исследования Андромеды с использованием гигантских телескопов выявили обширную популяцию звезд, в результате чего ее общий диаметр увеличился примерно до 200 000 световых лет. Однако это ничто по сравнению с последним исследованием.
Николас Ленер из Университета Нотр-Дам и его коллеги определили, что гало Андромеды — ее внешняя оболочка из тонкого горячего газа, похожая на «галактическую атмосферу» — удалено на 2 миллиона световых лет от ее центра. Команда проекта AMIGA также выявила, что оболочка разделена на два слоя: внутренний, где бушуют взрывы сверхновых, и внешний, который намного более спокойный.
Галактика Млечный Путь очень похожа на Андромеду по размеру и структуре, об этом стало известно не так давно. Значит и гало Млечного Пути схоже с таковым у Андромеды. Андромеда находится в 2,5 миллионах световых лет от Млечного Пути. И если у каждой из этих галактик есть ореол, простирающийся на 1-2 миллиона световых лет во всех направлениях, то их соприкосновение уже началось.
Как выглядит галактика Андромеды?
Если бы вы могли полностью рассмотреть галактику Андромеды, она бы показалась в небе невероятно большой. Диск галактики заметен невооруженным глазом как нечеткое пятно шириной примерно как половина нашей Луны. На изображениях с длинной выдержкой, сделанных с помощью телескопов, видны слабые внешние спиральные рукава, которые значительно увеличиваются в размерах.
А вот гало Андромеды не видно даже в самый большой телескоп. Однако за счет того, что квазары своим свечением «подсвечивают» его сзади, ученые смогли исследовать эту область.
Используя свет 43 далеких квазаров, ядер галактик и одних из самых ярких космических объектов во Вселенной, астрономы смогли нанести на карту огромное гало, которое окружает галактику Андромеды
Если бы ваши глаза могли различить рассеянное свечение этого горячего газа, бурлящего вокруг Андромеды, вы бы увидели, что эта галактика уже занимает треть нашего неба.
Подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропустить столкновение галактик.
Как увидеть другую галактику?
Человеческая интуиция подсказывает, что далекие астрономические объекты должны казаться на небе меньше, чем близлежащие объекты. Но интуиция, как правило, не лучший помощник при работе с незнакомыми масштабами и структурами далекой Вселенной. В нашей Солнечной системе только Солнце, Луна и случайные кометы имеют ярко выраженный размер, который можно разглядеть невооруженным глазом. Планеты же — это просто точки.
Но если продвинуться еще дальше, все начнет меняться. По мере увеличения расстояния масштаб объектов увеличивается еще быстрее, поэтому они кажутся намного больше.
Эта закономерность продолжается по мере удаления от Земли. Ближайшее крупное скопление галактик — скопление Девы, содержащее около 1 500 галактик; оно настолько велико, что заполняет все созвездие, в честь которого названо. Скопление Девы является частью более крупного, Сверхскопления Девы, которое включает в себя наш Млечный Путь. Сверхскопление Девы, в свою очередь, является подмножеством еще большего сверхскопления под названием Ланиакея, одной из крупнейших структур в известной Вселенной.
Возьмем, к примеру, недавнюю комету NEOWISE, которую можно было наблюдать с Земли. Твердая часть кометы крошечная, не более 5 километров в ширину, как же мы ее увидели? Дело в том, что газ и пыль, которые «выкипели» из кометы и образовали ее общий след в окружающей среде — распространились в миллион раз дальше.
Пылевые и ионные хвосты кометы NEOWISE были легко видны с Земли, хотя сама комета была настолько маленькой, что даже космический телескоп Хаббл не смог ее увидеть
Что будет с Землей после столкновения галактик?
В нынешнем виде столкновение Млечного Пути и Андромеды не представляет для нас никакой опасности. Но что будет, когда галактики сблизятся максимально? Обе галактики будут притягиваться друг к другу до тех пор, пока черные дыры, находящиеся в их центрах, в конечном итоге сольются в одну. Как только это произойдет, наша Солнечная система станет частью совершенно другой галактики – эллиптической.
В настоящий момент галактика Андромеды движется в сторону Млечного Пути со скоростью 400 000 километров в час. При такой скорости земной шар можно облететь всего за 6 минут.
Эксперты считают, что, несмотря на столь масштабное событие, Земля все-таки выживет. Вместе с остальной Солнечной системой. Ученые предполагают, что наша планета практически не пострадает от этого межгалактического коллапса, так как обе галактики имеют очень много свободного пространства. Тем не менее с Земли наблюдать за событием будет очень интересно.
Если, конечно, жизнь к тому моменту на ней еще сохранится. А то к этому времени Солнце уже может поглотить Землю.
Что произойдёт, когда Млечный Путь и Андромеда столкнутся?
Я не хочу вас пугать, но наша галактика Млечный Путь с огромной скоростью движется к соседней спиральной галактике – галактике Андромеды. В какой-то момент времени в течение следующих нескольких миллиардов лет, наша Галактика и галактика Андромеды – две крупнейшие галактики Местной группы – столкнутся, что может привести к катастрофическим последствиям.
Ряд звёзд будут выброшены из галактик, другие будут уничтожены, а некоторые поглощены сливающимися сверхмассивными чёрными дырами. При этом будет нарушена красивая спиральная структура обеих галактик и на их месте сформируется новая, гигантская, эллиптическая галактика, которую можно назвать, например, Млекомеда. Но, как бы ужасно это не звучало, такого рода процесс на самом деле является естественной частью эволюции галактик. Астрономы знают об этом приближающемся столкновении уже на протяжении нескольких лет. Их выводы основаны на направлении и скорости движения нашей Галактики и галактики Андромеды.
Некоторые галактики во Вселенной находятся на орбите вокруг общего центра масс. Зачастую в таких системах имеется одна гигантская и несколько спутниковых галактик. В других случаях, направление движения одной галактики может совпасть с орбитой другой галактики. При этом их столкновение может привести к слиянию галактик, при условии, что ни одна из них не обладает достаточным импульсом, чтобы продолжить движение в первоначальном направлении. Если одна из сталкивающихся галактик гораздо больше второй, то в большинстве случаев она сохранит свою форму, в то время как меньшая галактика будет разорвана и станет частью более крупной галактики.
Астрономы часто наблюдают такие столкновения и Андромеда, как считается, уже сталкивалась по крайней мере с одной галактикой в далёком прошлом. Несколько карликовых галактик (таких как, например, карликовая эллиптическая галактика в Стрельце) также поглощались нашей Галактикой.
Тем не менее, использовать слово “столкновение” в данной ситуации будет не совсем корректно, поскольку чрезвычайно разреженная межзвёздная среда в галактиках означает, что реальные столкновения звёзд или планет крайне маловероятны.
В 1929 году Эдвин Хаббл показал, что далёкие галактики отдаляются от Млечного Пути. Спектрографические измерения света, идущего от Андромеды, показали, что в отличии от большинства галактик, которые наблюдались с начала 20-го века, галактика Андромеды приближается к нам. В 2012 году исследователи установили, что Млечный Путь и Андромеда приближаются друг к другу со скоростью порядка 110 км/сек (68 миль/сек).
Таким образом столкновение произойдёт примерно через 4 миллиарда лет. Проведённые исследования также показали, что M33 или Галактика Треугольника – третья по величине галактика Местной группы, также будет участвовать в этом процессе. По всей вероятности, M33 станет спутником Млекомеды, а затем спустя ещё какое-то время сольётся с ней.
Столкновение двух спиральных галактик NGC 4038 и NGC 4039, которые расположены на расстоянии около 62 миллионов световых лет от Земли. Авторы и права: NASA / ESA / B. Whitmore, STScI.
При столкновении галактик, крупные галактики поглощают более мелкие целиком. Но когда галактики схожи по своему размеру – как Млечный Путь и Андромеда – столкновение приводит к разрушению их структуры. Поэтому Млекомеда в конечном счёте станет гигантской эллиптической галактикой без заметно выраженной спиральной структуры.
Столкновения также приводят к формированию небольшого количества звёзд, самые горячие и молодые из которых взорвутся как сверхновые, и всё, что останется так это более старые и более холодные красные звёзды, продолжительность жизни которых намного больше. Вот почему в гигантских эллиптических галактиках почти отсутствуют процессы звездообразования.
Несмотря на то, что галактика Андромеды насчитывает около 1 триллиона звёзд, а Млечный Путь – около 300 миллиардов, шанс столкновения двух звёзд ничтожно мал из-за огромных расстояний между ними. С большей вероятностью они будут выброшены за пределы новой галактики в результате слияния сверхмассивных чёрных дыр, находящихся сейчас в центрах Млечного Пути и Андромеды.
Но к счастью, а может и к сожалению, мы с вами не станем свидетелями этого удивительного процесса.
СТОЛКНОВЕНИЕ ГАЛАКТИК
Г. НИКОЛАЕВ. По материалам журнала “Bild der Wissenschaft”.
Беззвучно и величественно катятся навстречу друг другу два огненных колеса. Они состоят из мириадов звезд, вовлеченных в грандиозный хоровод. Когда они сблизятся, невидимая сила разрушит этот космический танец. Вращающиеся звездные спирали зацепят одна другую, словно шестерни гигантской машины, замедлятся в своем движении, и начнется свечение. Да такое, что миллиарды лет спустя астрономы, удаленные на миллионы световых лет от места события, будут с удивлением вглядываться в эту картину.
Столкновение галактик — огромных космических объектов происходит с немыслимой силой: высвобождается энергия и перемещаются массы в количествах, превосходящих любое воображение.
Очень мала вероятность того, что при этом будут сталкиваться, соударяться отдельные звезды, поскольку, как правило, они удалены друг от друга на расстояния, в сотни миллионов раз превышающие их диаметр. В то время как промежутки между галактиками превосходят размеры этих звездных островов лишь в десятки и сотни раз. Поэтому столкновение галактик во много раз вероятнее, чем отдельных звезд.
Иногда карликовая галактика просто пронзает большую звездную спираль. Вторгшаяся галактика, проходя сквозь спираль, притягивает к себе ее отдельные звезды. В результате когда карлик покидает большую спираль, то часть ее звезд образует что-то вроде кольцевого коридора. В нем остаются газовые облака, которые служат материалом для зарождения новых светил.
Самый знаменитый из таких объектов — галактика под названием “Каретное колесо” в созвездии Скульптора. Орбитальный телескоп Хаббла недавно обнаружил в ее центре “хвосты” длиной во многие тысячи световых лет. По-видимому, это молекулярный водород, сталкивающийся с газовыми облаками и потому нагретый до одного миллиона градусов Цельсия.
Известно взаимодействие галактик разной формы: спиральных, эллиптических и неправильных, которые или пролетают мимо друг друга на близком расстоянии, или зацепляют одна другую, или даже фронтально соударяются. При этом сила взаимного тяготения таких скоплений нередко существенно изменяет их внешний вид. Такое происходит примерно с двумя процентами звездных систем, расположенных в относительно недалеком от Земли пространстве.
Самая близкая к нам пара сталкивающихся звездных островов находится в созвездии Ворона на расстоянии 63 миллиона световых лет. Это пара — NGC 4038 и NGC 4039, но больше они известны астрономам и любителям астрономии как “Антенные” галактики. Такое название галактики заслужили потому, что тяготение вырвало из них длинные ленты, состоящие из газа и звезд и напоминающие по форме усики-антенны насекомых.
“Антенные” образования — наглядный случай соударения галактик и к тому же — отличный учебный пример для каждого, кто хочет познать это явление”, — считает астроном Франсуа Швайцер из института Карнеги в Вашингтоне. Швайцер вместе со своими коллегами недавно изучал сближение этих двух звездных скоплений по материалам, полученным телескопом Хаббла. Высокочувствительный астрономический инструмент различает в этих галактиках детали размером до 15 световых лет. “О таких возможностях еще совсем недавно можно было только мечтать. Похоже на то, как будто смотришь столкновение двух автомобилей”, — комментирует эти наблюдения Стефан Е. Цепф из Йельского университета (США).
Исследователи открыли в “Антенных” галактиках более тысячи недавно образовавшихся шаровидных звездных скоплений. В каждом из них — до миллиона солнц. Возраст скоплений — не более сотни миллионов лет. Они образовались под действием приливных сил, возбужденных сближением двух систем.
Сила тяготения при взаимодействии между целыми звездными островами не играет определяющей роли. Более существенно действие сил тяготения на отдельные части галактики. Два близко расположенных региона притягивают друг друга сильнее, чем области, далеко расположенные. Так возникают приливные силы, которые растягивают спираль галактики или ее окружность в длину, изгибают их. Все это случается даже тогда, когда звездные системы проходят на близком расстоянии друг от друга, не соударяясь.
Что произойдет при столкновении галактик, зависит и от геометрии удара, и от скорости, с которой он совершается. При скорости сближения 200 километров в секунду системы чаще всего сливаются, при 600 километрах в секунду они проходят сквозь друг друга, как два привидения. А если сближение идет со скоростью до 1000 километров в секунду, галактики разлетаются в клочья.
Методы наблюдения, которыми астрономы могли пользоваться раньше, не позволяли обнаруживать последствия сильных соударений галактик. Только теперь, в 1998 году, два английских астронома — Нейл Трентхэм и Барам Мобасхер с помощью телескопа, установленного на Гавайях (диаметр его зеркала 2,2 метра), открыли одинокую дугу, состоящую из газа и звезд. Она протянулась на 260 тысяч световых лет и находится в группе галактик, носящих название Кома.
Астрономы предполагают, что эта дуга — часть какой-то галактики, которая сохранилась после ее встречи с соседкой. В других случаях вытянутые приливными силами “хвосты”, или “усы”, галактик остаются связанными с материнским сообществом звезд.
Приливные силы не только искажают формы галактик, они приводят в движение облака газа и пыли, которые, например, в спиральных системах составляют до 20 процентов их видимой массы. Эти облака, уплотняясь во время действия приливных сил, дают жизнь новым звездам. Процесс рождения небесных тел идет очень быстро. Светимость галактики поэтому за немногие миллионы лет многократно усиливается.
Получается, что космические столкновения не ведут к уничтожению обитателей неба, а служат источником вечной юности космоса, омолаживают его.
В “Антенных” галактиках астрономы смогли рассмотреть детали процесса появления звездных скоплений. “Число шаровидных звездных скоплений, увиденных нами, было поразительным, — отмечает астроном Брад Уитморе из Института орбитального телескопа в Балтиморе. — До сих пор мы думали, что шаровые скопления, как в нашей, так и в других галактиках, состоят из старых звезд. Оказывается, не всегда так. Понимание такого факта должно изменить нашу точку зрения на поздние фазы развития звезд, а также повлияет на определение времени различных небесных событий”.
Космические фонтаны, наблюдаемые у “Антенных” галактик, позволяют более точно определить время их начала, развития и столкновения. Напрашивается такой вывод: столкновения галактик — один из важных факторов в жизни космоса. В прошлом взаимодействующих галактик было много больше, нежели сегодня. Причина, вероятно, в том, что сама Вселенная была гораздо меньше, звездным системам было теснее, и потому они ударялись одна о другую или соприкасались во много раз чаще.
Астрономы сейчас могут с помощью телескопов наблюдать космические события, которые совершились в течение 90 процентов времени всего возраста Вселенной. И это чрезвычайно интересный взгляд в прошлое космоса. Такое возможно в силу постоянства скорости света. Когда астрономы видят изображения самых удаленных объектов, то они видят обитателей, только что родившихся при создании Вселенной.
Образование звезд в ранней Вселенной началось примерно спустя один миллиард лет после первоначального взрыва и через один-два миллиарда лет достигло максимума. Тогда оно шло в десять раз энергичнее, чем ныне мы наблюдаем в нашем Млечном Пути. С тех пор процесс пошел на убыль, и в ближнем к нам космосе рождение звезд — редкость.
Новые открытия укрепляют так называемую иерархическую модель развития. Это означает: вначале сформировались лишь небольшие структуры, которые затем образовывали более крупные соединения. Звездные ассоциации начали сгруппировываться перед тем, как возникли галактики. Из них под действием объединенной силы тяготения составлялись галактические скопления.
Профессор Симон Уайт из астрофизического института в Гарчинге убежден, что рождение галактик было долгим процессом. Он критикует все еще бытующее представление о том, что галактики возникли уже в раннюю пору, при коллапсе огромного первичного облака.
Согласно этим воззрениям, эллиптические галактики должны были возникнуть вскоре после первичного взрыва из газового невращающегося облака. А спустя короткое время образовались массивные звезды, которые затем взорвались как сверхновые. Поскольку “сырьевой” материал — газ — был быстро израсходован, исчезли условия для зарождения новых звезд. Поэтому старая гипотеза считала эллиптические галактики очень древними.
Эти гипотезы еще в семидесятых годах были поставлены под вопрос братьями Аларом и Юрием Тумре (Германия). Они показали, что составленные ими компьютерные программы неизменно рисуют эллиптические галактики, возникающие в результате слияния двух или нескольких спиралей.
Большинство астрономов тогда не обратили особого внимания на выводы, сделанные братьями Тумре. Исключением был Франсуа Швайцер. Он исследовал галактику NGC 7252, находящуюся от нас на расстоянии 300 миллионов световых лет. У нее два больших шлейфа. В центре галактики находится диск, вращающийся в сторону, противоположную движению звезд, расположенных поблизости от диска, но вне его. А звезды, находящиеся на периферии этой галактики, вращаются в ту же сторону, что и центральный диск. Все это Швайцер объяснил тем, что система NGC 7252 — продукт столкновения двух галактик, объединившихся в одну систему примерно миллиард лет назад.
В пользу того, что эллиптические галактики не самые древние системы во Вселенной, говорит также то, что удаленные от нас на миллиарды световых лет галактические скопления составлены преимущественно из спиральных галактик. Ближе к нам расположенные скопления содержат главным образом эллиптические галактики. Некоторые из них относятся к величайшим в космосе. Может быть, в процессе жизни за миллиарды лет они “проглотили” дюжины других галактик?
Новые доказательства о времени зарождения спиральных и эллиптических галактик совсем недавно предложил Стефан Цепф. Он провел анализ снимков отдаленных звездных полей, сделанных телескопом Хаббла, и многих снимков в инфракрасных лучах, полученных наземными телескопами. Вывод: в дальних областях космоса встречаются много реже эллиптические галактики, чем можно было ожидать, если придерживаться старых представлений об их большом возрасте. Цепф сделал вывод: “Или эллипсы позднее возникли и образование в них звезд скрывает от нас большая масса пыли, скопившейся в их окрестностях, или они получили свою форму благодаря слиянию с маленькими галактиками”.
Это произойдет, когда наше Солнце будет уже умирающей звездой. Но на небосводе над мертвой Землей будут сверкать вновь рожденные шаровые скопления звезд, и, может быть, на какой-то планете возле них найдут приют астрономы, любопытство которых безгранично.
Что может рассказать о темной материи столкновение галактик?
В бесконечно расширяющейся Вселенной обитает несметное количество галактик. Сотканные из пыли и газа, и наполненные небесными телами, эти удивительные космические путешественники сталкиваются друг с другом. Это происходит из-за гравитационного притяжения. Дюйм за дюймом, световой год за световым годом, ход космических часов приближает неизбежное. Массивные структуры, каждая из которых содержит сотни миллиардов звезд смешиваются и воспламеняются. И наша галактика не исключение. Недавно астрономы открыли Антлию 2 — малоплотную, но массивную галактику, которая словно призрак вращается вокруг Млечного Пути. Ученые считают, что Антлия 2 может помочь в разгадке тайн темной материи.
Так выглядит столкновение трех галактик
Как и почему сталкиваются галактики?
В космосе всем заведует гравитация. Это генеральный директор и руководитель каждой галактики. Дело в том, что галактики — это скопления звезд, звездных систем, сгустков темной материи, облаков пыли и газа связанных между собой силой гравитационного притяжения. Недавно мы писали о том, что ученые приблизились к пониманию того, что находится между галактиками — скорее всего это водород, который проникает в галактики и покидает их благодаря взрывам сверхновых звезд. И снова — без гравитации никуда.
Однако чем бы ни было заполнено огромное пространство между самыми разными галактиками, сила гравитации так или иначе делает его меньше, так как галактики тянет друг к другу. Наш дом, галактика Млечный Путь, через пару миллиардов лет неизбежно столкнется с галактикой Андромеды. Их столкновение породит новую галактику. Не исключено, что и там зародится жизнь, Давайте обсудим это в нашем Telegram чате
На фото последствия столкновения двух галактик
Внимательно посмотрите на эту фотографию: перед вами последствия столкновения двух галактик. Результатом этого поразительного зрелища станет новая галактика в форме кольца, которая спустя миллиарды лет снова неизбежно столкнется со своим ближайшим галактическим соседом. Как говорится, ничто не вечно.
Призрак Млечного Пути
В ноябре прошлого года астрономы объявили об открытии Антлии 2 — галактики, вращающейся вокруг Млечного Пути. Дело в том, что с Земли получить представление о габаритах нашего космического дома довольно сложно. Мы знаем, что наша галактика — это плоский диск с выпуклым центром. И если посмотреть на него сверху, то мы увидим спиральные рукава из газа и звезд. А еще мы увидим рябь вокруг галактического диска. Именно рябь на внешнем диске Млечного Пути озадачивала ученых не одно десятилетие. Таким образом, открытие Антлии 2, возможно, поможет все расставить на свои места.
В ходе исследования астрономы использовали данные, полученные телескопом Gaia Европейского космического агентства. Ученые вычислили прошлую траекторию полета Антлии 2 и обнаружили, что она, вероятно, столкнулась с Млечным путем сотни миллионов лет назад. Именно так и появилась рябь, которую мы все еще видим сегодня.
На изображении видна галактика Антли 2 рядом с Млечным Путем. Чуть дальше справа находится Большое Магелланово Облако
Раньше ученые полагали, что рябь появилась из-за столкновения с карликовой галактикой Стрельца. Однако компьютерная симуляция подтвердила полученные результаты — нашу галактику все еще немного трясет из-за столкновения с Антлией 2.
Что открытие Антлии 2 говорит о темной материи
Авторы исследования считают, что открытие Антлии 2 в будущем поможет разгадать тайны темной материи. Напомним, что стандартная модель физики описывает лишь 5% вещества, что существует на просторах Вселенной. А вот оставшиеся 95% представляет из себя гипотетическая темная материя — субстанция неизвестной природы, которую невозможно обнаружить.
Прочитать об удивительных фактах, известных современной науке о темной материи можно на нашем канале в Яндекс.Дзен
По словам ведущего автора исследования Сукяны Чакрабарти Антлия 2 — очень странный и интересный объект, так как все свойства этой галактики пока неизвестны. Считается, что в процессе формирования галактик гравитация гигантских сгустков темной материи формируется в вещество, которое подпитывает рождение звезд. Специалисты полагают, что галактика-призрак Антлия 2 могла родиться из другого типа темной материи — более быстрого и воздушного. Однако, не стоит забывать о том, что никто не знает природу частиц темной материи.
Плотность и масса Антлии 2 ограничены — эта галактика приближена к диску у Млечного Пути. По мнению авторов исследования это значит, что в конечном итоге ученые смогут использовать Антлию 2 в качестве уникальной лаборатории для изучения природы темной материи. Однако сперва предстоит узнать больше об этой необычной галактике.