stringtranslate.com

Столкновение Андромеды и Млечного Пути

Концепция столкновения НАСА с использованием компьютерных изображений.

Столкновение Андромеды и Млечного Пути — это галактическое столкновение, которое, по прогнозам, произойдет примерно через 4,5 миллиарда лет между двумя крупнейшими галактиками Местной группы — Млечным Путем (который содержит Солнечную систему и Землю ) и Галактикой Андромеды . [1] [2] [3] [4] [5] Звезды расположены достаточно далеко друг от друга, поэтому маловероятно, что какая-либо из них столкнется по отдельности, [6] хотя некоторые звезды будут выброшены. [7] [ собственный источник ]

Уверенность

Эта серия фотоиллюстраций показывает предсказанное слияние галактики Млечный Путь и соседней галактики Андромеды .

Галактика Андромеды приближается к Млечному Пути со скоростью около 300 км/с (200 миль в секунду) [2] [8] , на что указывает синее смещение . Однако боковую скорость (измеряемую как собственное движение ) очень сложно измерить с достаточной точностью, чтобы сделать разумные выводы. До 2012 года не было известно, произойдет ли возможное столкновение или нет. [9] Затем исследователи использовали космический телескоп «Хаббл» для измерения положения звезд Андромеды в 2002 и 2010 годах относительно сотен далеких фоновых галактик. Усредняя данные по тысячам звезд, они смогли получить среднее собственное движение с субпиксельной точностью. Был сделан вывод, что Андромеда движется по небу на юго-восток со скоростью менее 0,1 угловой секунды в год, что соответствует скорости относительно Солнца менее 200 км/с в направлении на юг и на восток. Принимая во внимание также движение Солнца, тангенциальная или боковая скорость Андромеды по отношению к Млечному Пути оказалась намного меньше скорости сближения (что соответствует нулю, учитывая неопределенность), и поэтому она в конечном итоге сольется с Млечным Путем примерно через 5 миллиардов лет. [1] [10] [2]

Такие столкновения относительно распространены, учитывая долгую продолжительность жизни галактик. Например, Андромеда, как полагают, столкнулась по крайней мере еще с одной 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 примет участие в столкновении. Его наиболее вероятная судьба — в конечном итоге вращаться вокруг остатков слившихся галактик Млечного Пути и Андромеды и, наконец, слиться с ним в еще более отдаленном будущем. Однако нельзя исключать столкновение с Млечным Путем до его столкновения с Галактикой Андромеды или выброс из Местной группы. [9]

Звездные столкновения

В то время как в Галактике Андромеды содержится около 1 триллиона (1012 ) звезд и Млечного Пути содержит около 300 миллиардов (3 × 1011 ), вероятность столкновения даже двух звезд незначительна из-за огромных расстояний между звездами. Например, ближайшая к Земле звезда после Солнца — Проксима Центавра , около 4,2 световых лет (4,0 × 10 13  км; 2,5 × 10 13  миль) или 30 миллионов (3 × 10 13 миль7 ) на расстоянии солнечного диаметра.

Чтобы визуализировать этот масштаб, если бы Солнце было мячом для пинг-понга , Проксима Центавра была бы горошиной на расстоянии около 1100 км (680 миль), а ширина Млечного Пути была бы около 30 миллионов км (19 миллионов миль). Хотя звезды чаще встречаются вблизи центров каждой галактики, среднее расстояние между звездами по-прежнему составляет 160 миллиардов (1,6 × 1011 ) км (100 миллиардов миль). Это аналогично одному шарику для пинг-понга каждые 3,2 км (2 мили). Таким образом, крайне маловероятно, что какие-либо две звезды из сливающихся галактик столкнутся. [6]

Столкновения черных дыр

В галактиках Млечный Путь и Андромеда есть центральная сверхмассивная черная дыра (СМЧД), это Стрелец А* (ок.3,6 × 10 6  M ☉ ) и объект в концентрации P2 ядра Андромеды (1–2 × 10 8  М ☉ ). Эти черные дыры сойдутся вблизи центра вновь образовавшейся галактики в течение периода, который может занять миллионы лет, из-за процесса, известного как динамическое трение : когда сверхмассивные черные дыры движутся относительно окружающего облака гораздо менее массивных звезд, гравитационные взаимодействия приводят к к чистой передаче орбитальной энергии от СМЧД к звездам, в результате чего звезды «выбрасываются» на орбиты с более высоким радиусом, а СМЧД «опускаются» к ядру галактики. Когда СМЧД окажутся на расстоянии одного светового года друг от друга, они начнут сильно излучать гравитационные волны , которые будут излучать дополнительную орбитальную энергию, пока не сольются полностью. Газ, поглощенный объединенной черной дырой, может создать светящийся квазар или активное ядро ​​галактики , высвобождая столько же энергии, сколько при взрыве 100 миллионов сверхновых . [12] [13] По состоянию на 2006 год моделирование показало, что Солнце может приблизиться к центру объединенной галактики, потенциально приблизившись к одной из черных дыр, прежде чем полностью вылететь из галактики. [14] Альтернативно, Солнце могло бы подойти к одной из черных дыр немного ближе и быть разорванным на части своей гравитацией. Части бывшего Солнца будут затянуты в черную дыру. [15]

Судьба Солнечной системы

Двое ученых из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики заявили, что когда и даже столкнутся ли две галактики, будет зависеть от поперечной скорости Андромеды. [3] Основываясь на текущих расчетах, они предсказывают 50%-ную вероятность того, что в слившейся галактике Солнечная система будет отнесена в три раза дальше от ядра галактики, чем ее нынешнее расстояние. [3] Они также предсказывают 12%-ную вероятность того, что Солнечная система будет выброшена из новой галактики где-то во время столкновения. [16] [17] Такое событие не окажет отрицательного воздействия на систему, и вероятность любого рода возмущений Солнца или самих планет может быть малой. [16] [17]

За исключением планетарной инженерии , к моменту столкновения двух галактик поверхность Земли уже станет слишком горячей для существования жидкой воды, что положит конец всей земной жизни; по нынешним оценкам, это произойдет примерно через 0,5–1,5 миллиарда лет из-за постепенного увеличения светимости Солнца ; к моменту столкновения светимость Солнца повысится на 35-40%, что, вероятно, к этому времени вызовет безудержный парниковый эффект на планете. [18] [19]

Возможные спровоцированные звездные события

Когда две спиральные галактики сталкиваются, водород , присутствующий на их дисках, сжимается, вызывая сильное звездообразование , что можно увидеть на взаимодействующих системах, таких как антенны галактик . В случае столкновения Андромеды и Млечного Пути считается, что в дисках обеих галактик останется мало газа, поэтому упомянутый звездный взрыв будет относительно слабым, хотя его все же может быть достаточно для образования квазара . [17]

Остаток от слияния

Галактический продукт столкновения получил название Милкомеда или Милкдромеда . [20] Согласно моделированию, этот объект, скорее всего, будет гигантской эллиптической галактикой , но с центром, имеющим меньшую звездную плотность, чем нынешние эллиптические галактики. [17] Однако возможно, что полученный объект окажется большой линзовидной или суперспиральной галактикой, в зависимости от количества оставшегося газа в Млечном Пути и Андромеде. [21]

В течение следующих 150 миллиардов лет оставшиеся галактики Местной группы объединятся в этот объект, фактически завершив его эволюцию. [22]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Сангмо Тони Зон; Джей Андерсон; Руланд ван дер Марель (1 июля 2012 г.). «Вектор скорости M31. I. Измерения собственного движения космическим телескопом Хаббл». Астрофизический журнал . 753 (1): 7. arXiv : 1205,6863 . Бибкод : 2012ApJ...753....7S. дои : 10.1088/0004-637X/753/1/7. S2CID  53071357.
  2. ^ abc Коуэн, Рон (31 мая 2012 г.). «Андромеда на пути к столкновению с Млечным Путем». Природа . дои : 10.1038/nature.2012.10765. S2CID  124815138.
  3. ^ abc Мьюир, Хейзел (14 мая 2007 г.). «Галактическое слияние с целью «вытеснить» Солнце и Землю». Новый учёный . Архивировано из оригинала 20 апреля 2014 года . Проверено 7 октября 2014 г.
  4. ^ Кокс, ТиДжей; Леб, Авраам (июнь 2008 г.). «Столкновение нашей галактики с Андромедой». Астрономия . п. 28. ISSN  0091-6358.
  5. ↑ Гоф, Эван (12 февраля 2019 г.). «Вселенная сегодня». Астрофизический журнал . Проверено 12 февраля 2019 г.
  6. ^ AB НАСА (31 мая 2012 г.). «Хаббл НАСА показывает, что Млечный Путь обречен на лобовое столкновение» . НАСА . Архивировано из оригинала 1 июля 2014 года . Проверено 13 октября 2012 г.
  7. ^ Джейсон Коттке. «Узрите наше ослепительное ночное небо, когда Млечный Путь столкнется с Андромедой через 4 миллиарда лет».
  8. ^ «Астрономы предсказывают столкновение Титаника: Млечный Путь против Андромеды | Управление научной миссии» . science.nasa.gov . Проверено 13 октября 2018 г.
  9. ^ Аб ван дер Марель, Роланд П.; Бесла, Гуртина; Кокс, Ти Джей; Сон, Сангмо Тони; Андерсон, Джей (1 июля 2012 г.). «Вектор скорости M31. III. Будущая эволюция орбиты Млечного Пути-M31-M33, слияние и судьба Солнца». Астрофизический журнал . 753 (9): 9. arXiv : 1205,6865 . Бибкод : 2012ApJ...753....9В. дои : 10.1088/0004-637X/753/1/9. S2CID  53071454.
  10. ^ Руланд П. ван дер Марель; и другие. (8 июня 2012 г.). «Вектор скорости M31. II. Радиальная орбита к Млечному Пути и подразумеваемая масса Местной группы». Астрофизический журнал . 753 (1): 8. arXiv : 1205,6864 . Бибкод : 2012ApJ...753....8В. дои : 10.1088/0004-637X/753/1/8. S2CID  26797522.
  11. ^ «Андромеда вовлечена в столкновение галактик». MSNBC . 29 января 2007 г. Архивировано из оригинала 31 августа 2014 года . Проверено 7 октября 2014 г.
  12. ↑ До свидания, Денис (16 сентября 2015 г.). «Больше доказательств грядущего столкновения черных дыр». Нью-Йорк Таймс .
  13. ^ «Астрономы разгадают 60-летнюю тайну квазаров — самых мощных объектов во Вселенной» (пресс-релиз). Университет Шеффилда. 26 апреля 2023 г. Проверено 10 сентября 2023 г.
  14. ^ Дубински, Джон (октябрь 2006 г.). «Столкновение Великого Млечного Пути и Андромеды» (PDF) . Небо и телескоп . 112 (4): 30–36. Бибкод : 2006S&T...112d..30D. Архивировано из оригинала (PDF) 24 августа 2015 г. Проверено 6 октября 2014 г.
  15. ^ Джонклер, Питер (6 ноября 2013 г.). «Уникальный сигнал SOS от разорванных звездных точек до черной дыры среднего размера». Астрофизика . Университет Радбауд. Архивировано из оригинала 9 августа 2018 года . Проверено 13 августа 2017 г.
  16. ^ аб Каин, Фрейзер (2007). «Когда наша Галактика врезается в Андромеду, что происходит с Солнцем?». Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 17 мая 2007 года . Проверено 16 мая 2007 г.
  17. ^ abcd Кокс, Ти Джей; Леб, Авраам (2008). «Столкновение Млечного Пути и Андромеды». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 386 (1): 461–474. arXiv : 0705.1170 . Бибкод : 2008MNRAS.386..461C. дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.13048.x. S2CID  14964036.
  18. ^ Шредер, К.-П.; Смит, Р.К. (2008). «Возвращение к далекому будущему Солнца и Земли». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 386 (1): 155. arXiv : 0801.4031 . Бибкод : 2008MNRAS.386..155S. дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x. S2CID  10073988.
  19. ^ Кэррингтон, Д. (21 февраля 2000 г.). «Установлена ​​дата для пустынной Земли». Новости BBC . Архивировано из оригинала 12 июля 2014 года . Проверено 31 марта 2007 г.
  20. ^ «Милкомеда, наш будущий дом» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . 27 мая 2008 г. Архивировано из оригинала 28 сентября 2015 г. Проверено 27 сентября 2015 г.
  21. ^ Джунко Уэда; и другие. (2014). «Холодный молекулярный газ в остатках слияния. I. Образование дисков молекулярного газа». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 214 (1): 1. arXiv : 1407.6873 . Бибкод : 2014ApJS..214....1U. дои : 10.1088/0067-0049/214/1/1. S2CID  716993.
  22. ^ Фред К. Адамс; Грегори Лафлин (1997). «Умирающая вселенная: долгосрочная судьба и эволюция астрофизических объектов». Обзоры современной физики . 69 (2): 337–372. arXiv : astro-ph/9701131 . Бибкод : 1997РвМП...69..337А. doi : 10.1103/RevModPhys.69.337. S2CID  12173790.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные со столкновением Андромеды и Млечного Пути .