Astronomowie już od pewnego czasu wiedzą, że Droga Mleczna i galaktyki Andromedy zderzą się w przyszłości. Najlepsze przypuszczenie na to spotkanie minęło około 3,75 miliarda lat. Ale teraz nowe badanie oparte na wydaniu Data 2 z misji Gaia ESA uwydatnia tę przyszłą kolizję.
Ogólny obraz kolizji to coś więcej niż Droga Mleczna i Andromeda (M31). Dwie galaktyki są częścią grupy galaktyk zwanej Grupą Lokalną, a Grupa Lokalna ma trzeciego dużego członka, Galaktykę Trójkąta (M33). Chociaż grupa lokalna zawiera inne galaktyki, to wspomniane powyżej trzy stanowią większość masy. Z tych trzech Andromeda jest najbardziej masywna, Droga Mleczna jest drugą najbardziej masywną, a Trójkątne jest trzecie.
Grupa lokalna składa się z ponad 54 różnych galaktyk, choć większość z nich to galaktyki karłowate, przyczepione grawitacyjnie do wielkiej trójki. Środek ciężkości Grupy znajduje się gdzieś między Drogą Mleczną a Andromedą.
Chociaż od pewnego czasu przewidywano kolizję, nadal istnieje duża niepewność. Kosmiczny Teleskop Hubble'a i inne naziemne „lunety”, takie jak Very Long Baseline Array (VLBA), dostarczyły dowodów obserwacyjnych dla tej kolizji. Dzięki tym danym astronomowie mogli dowiedzieć się trochę o zmianach orbit Andromedy i Trójkąta w czasie.
Andromeda i Trójkąt są galaktykami spiralnymi, podobnie jak Droga Mleczna, i znajdują się gdzieś pomiędzy 2,5 a 3 milionami lat świetlnych od nas. Są również wystarczająco blisko, aby potencjalnie oddziaływać grawitacyjnie, co zaburza przewidywania kolizji.
Właśnie tutaj wkracza misja Gaia ESA.
“Musieliśmy zbadać ruchy galaktyk w 3D, aby odkryć, jak rosły i ewoluowały oraz co tworzy i wpływa na ich cechy i zachowanie.“
Autor badania, Roeland van der Marel, Space Telescope Science Institute (STScI) Baltimore, USA.
“Musieliśmy zbadać ruchy galaktyk w 3D, aby odkryć, jak rosły i ewoluowały oraz co tworzy i wpływa na ich cechy i zachowanie,”, Mówi główny autor Roeland van der Marel z Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore, USA. „Byliśmy w stanie to zrobić, korzystając z drugiego pakietu wysokiej jakości danych wydanego przez Gaia.“
Misja Gaia tworzy mapę 3D naszej galaktyki Mlecznej Drogi i robi to samo dla części Grupy Lokalnej. Chociaż „zakresy, takie jak Hubble, dają nam ostre widoki na innych członków Grupy Lokalnej, nie dają nam dokładnych pomiarów pozycji i ruchów poszczególnych gwiazd. To misja Gai.
“Przeszukaliśmy dane Gai, aby zidentyfikować tysiące pojedynczych gwiazd w obu galaktykach, i zbadaliśmy, w jaki sposób gwiazdy te poruszały się w ich domach galaktycznych,”Dodaje współautor Mark Fardal, również z STScI. „Podczas gdy Gaia przede wszystkim zamierza badać Drogę Mleczną, jest ona wystarczająco silna, aby dostrzec szczególnie masywne i jasne gwiazdy w pobliskich regionach formujących gwiazdy - nawet w galaktykach poza naszymi.“
W przeszłości, gdy astronomowie korzystali z teleskopu Hubble'a i innych obserwatoriów do badania ruchów trzech największych członków Grupy Lokalnej, znaleźli dwie możliwości. Albo galaktyka Trójkąta znajduje się na niewiarygodnie długiej orbicie o długości sześciu miliardów lat wokół Andromedy, ale już na nią wpadła w przeszłości, lub jest obecnie na pierwszej jesieni. Każdy scenariusz odzwierciedla inną ścieżkę orbitalną, a tym samym inną historię formacji i przyszłość dla każdej galaktyki.
Ale teraz Gaia dostarczyła astronomom znacznie więcej danych do pracy. Nie tylko pokazuje, w jaki sposób galaktyki poruszają się w przestrzeni kosmicznej, ale także pokazuje ich prędkość wirowania. Te dane o prędkości wirowania są od dawna pożądane, odkąd astronomowie zaczęli badać tworzenie i ewolucję galaktyk sto lat temu, a Gaia w końcu dostarczyła.
“W końcu obserwatorium było tak zaawansowane jak Gaia.“
Roeland van der Marel, STScI.
“W końcu obserwatorium było tak zaawansowane jak Gaia,”Mówi Roeland. „Po raz pierwszy zmierzyliśmy, jak M31 i M33 obracają się na niebie. Astronomowie postrzegali galaktyki jako skupione światy, które nie mogłyby być oddzielnymi „wyspami”, ale teraz wiemy inaczej. Minęło 100 lat, a Gaja w końcu zmierzyła prawdziwy, niewielki wskaźnik rotacji naszego najbliższego dużego galaktycznego sąsiada, M31. Pomoże nam to lepiej zrozumieć naturę galaktyk.“
Badacze prowadzący badanie połączyli istniejące dane z nowymi danymi z wydania Gaia 2, aby stworzyć dokładniejszy obraz tego, jak Andromeda i Trójkąt poruszają się w przestrzeni. Byli w stanie rzutować to w przeszłość i przyszłość przez miliardy lat.
“Znalezione przez nas prędkości pokazują, że M33 nie może znajdować się na długiej orbicie wokół M31 ”, mówi współautorka Ekta Patel z University of Arizona, USA. „Nasze modele jednogłośnie sugerują, że M33 musi być po raz pierwszy w M31.“
Badanie ujawniło także więcej tego, co czeka Droga Mleczna i Andromeda. Zamiast zderzenia (które jest dokładniej nazywane interakcją pływową, ponieważ nigdy nie zderzyłyby się gwiazdy ani planety), będzie więcej uderzenia zerkającego. I zamiast odbywać się za około 3,75 miliarda lat, za około 4,5 miliarda lat. Uff!
“Odkrycie to ma kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia ewolucji i interakcji galaktyk. ”
Timo Prusti, naukowiec projektu ESA Gaia
Nowy artykuł i nowe dane Gai rzuciły też nieco światła na to, jak galaktyki takie jak Andromeda i Trójkąt tworzą się i ewoluują.
“To odkrycie jest kluczowe dla naszego zrozumienia ewolucji i interakcji galaktyk ” mówi Timo Prusti, naukowiec z ESA Gaia Project. „W M31 i M33 widzimy niezwykłe cechy, takie jak wypaczone strumienie, ogony gazu i gwiazd. Jeśli galaktyki nie spotkały się wcześniej, nie mogły zostać utworzone przez siły wyczuwalne podczas fuzji. Być może powstały one w wyniku interakcji z innymi galaktykami lub przez dynamikę gazu w samych galaktykach.
Źródła:
- Artykuł badawczy: pierwszy Gaia Dynamika systemu Andromeda: prawidłowe ruchy, orbity i obrót DR2 M31 i M33
- Komunikat prasowy ESA: GAIA wprowadza nową prędkość kolizji Mlecznej Drogi i Andromedy
- Misja GAIA ESA
