Некоторое время астрономы знали, что галактики Млечный Путь и Андромеда столкнутся в будущем. Наилучшее предположение для этого свидания - около 3,75 миллиардов лет. Но теперь новое исследование, основанное на Выпуске Данных 2 от миссии ESA в Gaia, вносит некоторую ясность в это будущее столкновение.
В общей картине столкновений есть нечто большее, чем Млечный Путь и Андромеда (M31). Две галактики являются частью группы галактик, называемой Локальной Группой, а Локальная Группа имеет третий большой член, Галактику Триангуля (M33). Хотя Локальная группа содержит другие галактики, именно три вышеупомянутых составляют большую часть массы. Из этих трех Андромеда является самой массивной, Млечный Путь - второй по величине, а Треугольник - третьим.
Локальная группа состоит из более чем 54 различных галактик, хотя большинство из них представляют собой карликовые галактики, гравитационно связанные с большой тройкой. Гравитационный центр Группы находится где-то между Млечным путем и Андромедой.
Хотя столкновение было предсказано в течение некоторого времени, все еще есть много неопределенности. Космический телескоп Хаббла и другие наземные прицелы, такие как Very Long Baseline Array (VLBA), предоставили данные наблюдений для этого столкновения. С помощью этих данных астрономы смогли немного узнать о том, как со временем менялись орбиты Андромеды и Триангуля.
Andromeda и Triangulum - это спиральные галактики, подобные Млечному Пути, и они находятся на расстоянии от 2,5 до 3 миллионов световых лет от нас. Они также достаточно близки, чтобы потенциально взаимодействовать гравитационно, что ставит под сомнение прогнозы столкновений.
Здесь и начинается миссия ЕКА в Гайе.
“Нам нужно было исследовать движения галактик в 3D, чтобы раскрыть, как они росли и развивались, и что создает и влияет на их особенности и поведение.“
Ведущий автор исследования Руланд ван дер Марел, Научный институт космического телескопа (STScI), Балтимор, США.
“Нам нужно было исследовать движения галактик в 3D, чтобы раскрыть, как они росли и развивались, и что создает и влияет на их особенности и поведение,Говорит ведущий автор Роланд ван дер Марел из Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе, США. «Мы смогли сделать это, используя второй пакет высококачественных данных, выпущенных Gaia.“
Миссия Gaia - это создание 3D-карты нашей галактики Млечный Путь, а также то же самое для частей Местной группы. Хотя такие области, как Хаббл, дают нам четкое представление о других членах Местной группы, они не дают нам точных измерений положений и движений отдельных звезд. Это миссия Гайи.
“Мы прочесали данные Gaia, чтобы идентифицировать тысячи отдельных звезд в обеих галактиках, и изучили, как эти звезды перемещались в своих галактических домах,»Добавляет соавтор Марк Фардаль, также из STScI. «В то время как Гайя в основном стремится изучать Млечный путь, он достаточно силен, чтобы замечать особенно массивные и яркие звезды в близлежащих звездообразующих областях - даже в галактиках за пределами нашей.“
В прошлом, когда астрономы использовали Хаббл и другие обсерватории для изучения движений трех крупнейших членов Местной группы, они находили две возможности. Либо галактика Триангул находится на невероятно длинной 6-миллиардной орбите вокруг Андромеды, но уже попала в нее в прошлом, либо в настоящее время она находится на своем первом падении. Каждый сценарий отражает различный орбитальный путь и, следовательно, различную историю формирования и будущее каждой галактики.
Но теперь Гайя дал астрономам гораздо больше данных для работы. Он не только показывает, как галактики движутся в пространстве, но и показывает их скорость вращения. Эти данные о скорости вращения долгое время были желанными, с тех пор как астрономы начали изучать образование и эволюцию галактик сто лет назад, и Гайя наконец-то сделала это.
“Чтобы наконец сделать это, понадобилась обсерватория, столь же продвинутая, как Гайя.“
Руланд ван дер Марел, STScI.
“Чтобы наконец сделать это, понадобилась обсерватория, столь же продвинутая, как Гайя,Говорит Риланд. «Впервые мы измерили, как M31 и M33 вращаются на небе. Астрономы раньше рассматривали галактики как сгруппированные миры, которые не могли быть отдельными "островами", но теперь мы знаем иначе. Гайе потребовалось 100 лет, чтобы наконец измерить истинную крошечную скорость вращения нашего ближайшего большого соседа по галактике, M31. Это поможет нам лучше понять природу галактик.“
Исследователи, участвовавшие в исследовании, объединили имеющиеся данные с новыми данными из Gaia Release 2, чтобы создать более точную картину того, как Андромеда и Триангулум движутся в пространстве. Они смогли спроецировать это в прошлое и в будущее на миллиарды лет.
“Найденные нами скорости показывают, что M33 не может находиться на длинной орбите вокруг M31 », - говорит соавтор Экта Патель из Университета Аризоны, США. «Наши модели единодушно подразумевают, что M33 должен быть на своем первом заходе в M31.“
Исследование также выявило больше того, что ожидает Млечный Путь и Андромеду. Вместо столкновения (которое более точно называется приливным взаимодействием, поскольку никакие звезды или планеты никогда не столкнутся) будет скорее скользящий удар. И вместо того, чтобы происходить примерно через 3,75 миллиарда лет, это будет примерно через 4,5 миллиарда лет. Уф!
“Это открытие имеет решающее значение для нашего понимания того, как галактики развиваются и взаимодействуют ».
Тимо Прусти, научный сотрудник ESA Gaia
Новая статья и новые данные из Gaia также проливают некоторый свет на то, как галактики, такие как Андромеда и Триангулум, формируются и развиваются.
“Этот вывод имеет решающее значение для нашего понимания того, как галактики развиваются и взаимодействуют ». говорит Тимо Прусти, научный сотрудник ESA Gaia. «Мы видим необычные особенности как в M31, так и в M33, такие как искривленные потоки и хвосты газа и звезд. Если галактики раньше не собирались вместе, они не могли быть созданы силами, возникшими при слиянии. Возможно, они образовались в результате взаимодействия с другими галактиками или газовой динамики внутри самих галактик.
Источники:
- Исследовательская статья: Первая Gaia Динамика системы Андромеды: собственные движения DR2, орбиты и вращение M31 и M33
- Пресс-релиз ЕКА: GAIA показывает новую скорость для столкновения Млечного Пути и Андромеды
- Миссия ЕКА GAIA
