Столкновение Андромеды и Млечного Пути — это галактическое столкновение, которое , как прогнозируется, произойдет примерно через 4,5 миллиарда лет между двумя крупнейшими галактиками Местной группы — Млечным Путем (включающим Солнечную систему и Землю ) и Галактикой Андромеды . [1] [2] [3] [4] [5] Участвующие в этом столкновении звезды находятся достаточно далеко друг от друга, поэтому маловероятно, что какая-либо из них столкнется по отдельности, [6] хотя некоторые звезды будут выброшены. [7] [ самоизданный источник ]
Галактика Андромеды приближается к Млечному Пути со скоростью около 110 километров в секунду (68,4 миль/с) [2] [8] , как показывает синяя коррекция . Однако боковую скорость (измеренную как собственное движение ) очень трудно измерить с достаточной точностью, чтобы сделать обоснованные выводы. До 2012 года не было известно, произойдет ли возможное столкновение или нет. [9] Затем исследователи использовали космический телескоп Хаббл для измерения положений звезд в Андромеде в 2002 и 2010 годах относительно сотен далеких фоновых галактик. Усредняя тысячи звезд, они смогли получить среднее собственное движение с точностью до субпикселя. Был сделан вывод, что Андромеда движется на юго-восток по небу со скоростью менее 0,1 угловой миллисекунды в год, что соответствует скорости относительно Солнца менее 200 км/с по направлению к югу и к востоку. Принимая во внимание движение Солнца, было обнаружено, что тангенциальная или боковая скорость Андромеды по отношению к Млечному Пути намного меньше скорости сближения (соответствующей нулю с учетом неопределенности), и поэтому она в конечном итоге сольется с Млечным Путем примерно через 5 миллиардов лет. [1] [10] [2]
Такие столкновения относительно обычны, учитывая долгую продолжительность жизни галактик. Например, считается, что Андромеда столкнулась по крайней мере с одной другой галактикой в прошлом [11] , а несколько карликовых галактик, таких как Sgr dSph, в настоящее время сталкиваются с Млечным Путем и сливаются с ним.
Исследования также предполагают, что M33, галактика Треугольника — третья по величине и третья по яркости галактика Местной группы — также будет участвовать в событии столкновения. Наиболее вероятная ее судьба — оказаться на орбите остатка слияния галактик Млечный Путь и Андромеда и, наконец, слиться с ним в еще более отдаленном будущем. Однако столкновение с Млечным Путем, прежде чем он столкнется с галактикой Андромеда, или выброс из Местной группы нельзя исключать. [9]
В то время как галактика Андромеды содержит около 1 триллиона (1012 ) звезд , а Млечный Путь содержит около 300 миллиардов (3 × 1011 ), вероятность столкновения даже двух звезд ничтожно мала из-за огромных расстояний между звездами. Например, ближайшая к Земле звезда после Солнца — Проксима Центавра , находящаяся на расстоянии около 4,2 световых лет (4,0 × 10 13 км; 2,5 × 10 13 миль) или 30 миллионов (3 × 107 ) солнечных диаметров.
Чтобы представить себе этот масштаб, представьте, что если бы Солнце было шариком для пинг-понга , то Проксима Центавра была бы горошиной на расстоянии около 1100 км (680 миль), а Млечный Путь был бы шириной около 30 миллионов км (19 миллионов миль). Хотя звезды чаще встречаются вблизи центров каждой галактики, среднее расстояние между звездами все еще составляет 160 миллиардов (1,6 × 1011 ) км (100 миллиардов миль). Это аналогично одному шарику для пинг-понга на каждые 3,2 км (2 мили). Таким образом, крайне маловероятно, что какие-либо две звезды из сливающихся галактик столкнутся. [6]
В галактиках Млечный Путь и Андромеда содержится центральная сверхмассивная черная дыра (СМЧД), это Стрелец А* (ок.3,6 × 10 6 M ☉ ) и объект в пределах концентрации P2 ядра Андромеды (1–2 × 10 8 M ☉ ). Эти черные дыры будут сходиться около центра новообразованной галактики в течение периода, который может занять миллионы лет, из-за процесса, известного как динамическое трение : по мере того, как сверхмассивные черные дыры движутся относительно окружающего облака гораздо менее массивных звезд, гравитационные взаимодействия приводят к чистой передаче орбитальной энергии от сверхмассивных черных дыр к звездам, в результате чего звезды «выбрасываются» на орбиты с большим радиусом, а сверхмассивные черные дыры «погружаются» к ядру галактики. Когда сверхмассивные черные дыры окажутся на расстоянии одного светового года друг от друга, они начнут сильно испускать гравитационные волны , которые будут излучать дополнительную орбитальную энергию, пока они полностью не сольются. Газ, поглощенный объединенной черной дырой, может создать светящийся квазар или активное галактическое ядро , высвобождая столько же энергии, сколько 100 миллионов взрывов сверхновых . [12] [13] По состоянию на 2006 год, моделирование показало, что Солнце может оказаться вблизи центра объединенной галактики, потенциально приблизившись к одной из черных дыр, прежде чем быть полностью выброшенным из галактики. [14] В качестве альтернативы, Солнце может приблизиться к одной из черных дыр немного ближе и быть разорванным на части ее гравитацией. Части бывшего Солнца будут втянуты в черную дыру. [15]
Двое ученых из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики заявили, что время столкновения двух галактик и даже его возникновение будут зависеть от поперечной скорости Андромеды. [3] На основе текущих расчетов они предсказывают 50% вероятность того, что в объединенной галактике Солнечная система будет выметена в три раза дальше от галактического ядра, чем ее текущее расстояние. [3] Они также предсказывают 12% вероятность того, что Солнечная система будет выброшена из новой галактики в какой-то момент во время столкновения. [16] [17] Такое событие не окажет неблагоприятного воздействия на систему, и вероятность какого-либо возмущения Солнца или самих планет может быть незначительной. [16] [17]
За исключением планетарной инженерии , к тому времени, когда столкнутся две галактики, поверхность Земли уже станет слишком горячей для существования жидкой воды, что положит конец всей земной жизни; в настоящее время предполагается, что это произойдет примерно через 0,5–1,5 миллиарда лет из-за постепенно увеличивающейся светимости Солнца ; к моменту столкновения светимость Солнца возрастет на 35–40%, что, вероятно, приведет к неуправляемому парниковому эффекту на планете к этому времени. [18] [19]
Когда сталкиваются две спиральные галактики, водород , присутствующий на их дисках, сжимается, что приводит к сильному звездообразованию , которое можно наблюдать во взаимодействующих системах, таких как галактики Антенны . В случае столкновения Андромеды и Млечного Пути считается, что в дисках обеих галактик останется мало газа, поэтому упомянутая вспышка звездообразования будет относительно слабой, хотя ее все еще может быть достаточно для образования квазара . [ 17]
Галактика, образовавшаяся в результате столкновения, была названа Млечным Путем или Млечнодромедой . [20] Согласно расчетам, этот объект, скорее всего, будет гигантской эллиптической галактикой , но с центром, демонстрирующим меньшую звездную плотность, чем современные эллиптические галактики. [17] Однако возможно, что полученный объект будет большой линзовидной или сверхспиральной галактикой, в зависимости от количества оставшегося газа в Млечном Пути и Андромеде. [21] [22]
В течение следующих 150 миллиардов лет оставшиеся галактики Местной группы сольются в этот объект, фактически завершив его эволюцию. [23]
