Млечный Путь может избежать неизбежного столкновения с галактикой Андромеды
В течение многих лет астрономы считали, что Млечный Путь обречен столкнуться со своим ближайшим соседом, галактикой Андромеды, через несколько миллиардов лет. Но новое моделирование показывает 50%-ную вероятность того, что надвигающееся столкновение окажется почти невозможным, по крайней мере, в течение следующих 10 миллиардов лет.
«Это потрясающая работа», — говорит Раджа ГухаТхакурта, астроном из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, о новом исследовании, которое было опубликовано в качестве препринта на arXiv под названием «Когда наступит Апокалипсис? Нет уверенности в столкновении Млечного Пути и Андромеды». «Суть в том, что вероятность столкновения двух галактик по-прежнему существует, но остается достаточно места для того, чтобы две галактики могли разбежаться».
Известно, что Андромеда движется к нашей родной Галактике с 1912 года, когда астроном Весто Слайфер заметил, что ее свет смещен в синюю сторону — сжат в сторону более коротких длин волн из-за эффекта Доплера, так же, как сирена приближающейся машины скорой помощи воет более высоким тоном. В то время истинный размер Андромеды и расстояние до нее не были известны; многие думали, что галактики — это «туманности» в окрестностях Млечного Пути. Только в эпоху орбитальных обсерваторий астрономы смогли оценить общую скорость Андромеды в трехмерном пространстве на основе движений многих ее звезд. Они подсчитали, что она направлялась практически прямо на Млечный Путь со скоростью 110 километров в секунду.
Такие слияния галактик, которые можно наблюдать в других местах Вселенной, — это зрелищно грязные дела. Хотя большинство звезд остаются невредимыми, спиральные структуры галактик уничтожаются, отправляя потоки звезд, вращающихся в космосе. Спустя миллиарды лет слившиеся галактики обычно образуют одну эллиптическую галактику: гигантский безликий сгусток звезд.
Исследование 2008 года показало, что слияние Млечного Пути и Андромеды неизбежно в течение следующих 5 миллиардов лет, и что в ходе этого процесса Солнце и Земля будут на некоторое время притянуты к себе Андромедой, прежде чем окажутся на далеких внешних окраинах образовавшейся эллиптической галактики, которую исследователи называют «Млкомедой». Млечный Путь, который сегодня виден как яркая полоса на небе, будет заменен «молочным пятном», обозначающим плотное ядро новой галактики, говорит ГухаТхакурта.
Но такие прогнозы неопределенны, учитывая сложность точной оценки движений и масс галактик, а также плотности диффузной межгалактической среды между ними, источника трения. Измерение скорости отдельных звезд в Андромеде, находящейся на расстоянии 2,5 миллионов световых лет, сродни измерению скорости роста человеческих волос с расстояния Луны, говорит ГухаТхакурта. Определение движения галактики требует усреднения по тысячам отдельных звезд. Только космический телескоп «Хаббл» НАСА способен выполнить эту задачу, хотя спутник Gaia Европейского космического агентства, точный звездный картограф, может сделать это для Млечного Пути и его близлежащих галактик-спутников.
Измерение массы еще сложнее, потому что большая ее часть находится в форме невидимой темной материи. Астрономы оценивают массу галактики по орбитальному движению звезд вокруг ее гравитационного центра или по орбитам спутниковых галактик. Но текущие расчеты массы Млечного Пути имеют неопределенность, достигающую коэффициента два, и астрономы даже не уверены, является ли он или Андромеда самым массивным. «Это одна из самых сложных вещей для измерения, когда находишься внутри чего-то, пытаясь определить, насколько оно массивно», — говорит ГухаТхакурта.
Еще больше усложняют ситуацию гравитационные взаимодействия множества более мелких галактик. Хотя Андромеда и Млечный Путь являются двумя крупнейшими в так называемой Местной группе, существует около 100 более мелких галактик и, вероятно, еще много других, которые еще предстоит открыть.
В новой симуляции Тилл Савала из Хельсинкского университета и его коллеги использовали самые последние и лучшие оценки движения и массы четырех крупнейших галактик в Местной группе. Затем они подключили их к симуляциям, разработанным Институтом вычислительной космологии в Даремском университете. Сначала они запустили симуляцию, включив только Млечный Путь и Андромеду, и обнаружили, что они слились чуть менее чем в половине случаев — более низкие шансы, чем другие недавние оценки. Когда они включили эффект галактики Треугольника, третьей по величине в Местной группе, вероятность слияния увеличилась примерно до двух третей.
Но с включением Большого Магелланова Облака, галактики-спутника Млечного Пути, которая является четвертой по величине в Местной группе, эти шансы снова упали до уровня подбрасывания монеты. И если космическое столкновение действительно произойдет, то это произойдет не раньше, чем через 8 миллиардов лет. «В настоящее время заявления о надвигающейся гибели нашей Галактики кажутся сильно преувеличенными», — пишут исследователи.
Команда утверждает, что предстоящие публикации данных Gaia приведут к лучшим оценкам скорости и массы Млечного Пути. «Это не последнее слово в этом вопросе», — говорит ГухаТхакурта. Однако даже если на этот раз двум галактикам удастся избежать столкновения, в конечном итоге последнее слово будет за гравитацией. Все галактики в Местной группе связаны гравитацией, и поэтому через десятки миллиардов лет они все в конечном итоге навалятся друг на друга в одну гигантскую эллиптическую галактику. Между тем, если ускоряющееся расширение Вселенной продолжится без замедления, все остальные галактики исчезнут за нашим космическим горизонтом событий, оставив Милькомеду единственным обитателем видимой Вселенной.