Nechceme strašit vás, ale naše vlastní mléčná dráha je na kolizním kurzu s Andromeda , spirální galaxie nejbližší naší vlastní. Někdy během několika příštích miliard let naše galaxie a Andromeda – což jsou shodou okolností také dvě největší galaxie v Místní skupina – se sejdou a budou mít katastrofální následky.
Hvězdy budou vyvrženy z galaxie, jiné budou zničeny, když do ní narazí sloučení supermasivních černých děr . A jemná spirální struktura obou galaxií bude zničena, jakmile se z nich stane jediná, obří, eliptická galaxie. Ale jakkoli to zní kataklyzmaticky, tento druh procesu je ve skutečnosti přirozenou součástí galaktického vývoje.
Astronomové vědí o této hrozící srážce již nějakou dobu. To je založeno na směru a rychlosti naší galaxie a Andromedy. Ale co je důležitější, když se astronomové podívají do vesmíru, pravidelně vidí srážky galaxií.
Galaxie Antennae, dvojice interagujících galaxií nacházející se 45 – 65 milionů světelných let od Země. Kredit: Hubble / ESA
Gravitační kolize:
Galaxie drží pohromadě vzájemná gravitace a obíhají kolem společného středu. Interakce mezi galaxiemi jsou poměrně běžné, zejména mezi obřími a satelitními galaxiemi. To je často důsledkem toho, že se galaxie unášely příliš blízko k sobě, až do bodu, kdy gravitace satelitní galaxie přitáhne jedno z primárních spirálních ramen obří galaxie.
V jiných případech může dráha satelitní galaxie způsobit, že se protne s obří galaxií. Srážky mohou vést ke sloučení, za předpokladu, že ani jedna galaxie nemá dostatečnou hybnost, aby pokračovala v pohybu poté, co ke srážce došlo. Pokud je jedna ze srážkových galaxií mnohem větší než druhá, zůstane z velké části nedotčená a zachová si svůj tvar, zatímco menší galaxie se oddělí a stane se součástí větší galaxie.
Takové srážky jsou poměrně běžné a má se za to, že se Andromeda v minulosti srazila alespoň s jednou další galaxií. Několik trpasličích galaxií (jako např Trpasličí sféroidní galaxie Střelec ) se aktuálně sráží s Mléčnou dráhou a splývají s ní.
Slovo kolize je však trochu nesprávné pojmenování, protože extrémně slabé rozložení hmoty v galaxiích znamená, že skutečné srážky mezi hvězdami nebo planetami jsou extrémně nepravděpodobné.
Snímek získaný Hubbleovým vesmírným dalekohledem a teleskopem Keck-II, ukazující srážku, která se odehrála před miliardami let. Kredit: ESO/NASA/ESA/W. Observatoř M. Kecka
Srážka Andromeda-Mléčná dráha:
V roce 1929 Edwin Hubble odhalil pozorovací důkazy, které ukázaly, že vzdálené galaxie se vzdalují od Mléčné dráhy. To ho přivedlo k tvorbě Hubbleův zákon , který uvádí, že vzdálenost a rychlost galaxie lze určit měřením jejího červeného posuvu – tedy jevu, kdy je světlo objektu posunuto směrem k červenému konci spektra, když se vzdaluje.
Spektrografická měření světla přicházející z Andromedy však ukázala, že její světlo bylo posunuto směrem k modrému konci spektra (také znám jako blueshift). To naznačuje, že na rozdíl od většiny galaxií, které byly pozorovány od počátku 20. století, se Andromeda pohybuje směrem k nám.
V roce 2012 vědci zjistili, že ke kolizi mezi Mléčnou dráhou a galaxií v Andromedě určitě dojde, na základě Hubbleova data která sledovala pohyby Andromedy od roku 2002 do roku 2010. Na základě měření jejího modrého posuvu se odhaduje, že se Andromeda blíží k naší galaxii rychlostí asi 110 km/s (68 mi/s).
Při této rychlosti se pravděpodobně srazí s Mléčnou dráhou přibližně za 4 miliardy let. Naznačují to i tyto studie M33 , Galaxie Triangulum – třetí největší a nejjasnější galaxie Místní skupiny – se této akce zúčastní také. S největší pravděpodobností skončí na oběžné dráze kolem Mléčné dráhy a Andromedy a později se srazí se zbytkem po sloučení.
Snímky z Hubbleova ACS v letech 2004 a 2005 ukazují čtyři příklady interagujících galaxií (v různých fázích procesu) daleko od Země. Poděkování: NASA/ESA/J. Lotz, STScI/M. Davis, University of California, Berkeley/A. Koekemoer, STScI.
Důsledky:
Při srážce galaxií velké galaxie zcela pohltí menší galaxie, roztrhnou je na kusy a začlení jejich hvězdy. Ale když jsou galaxie podobné velikosti – jako Mléčná dráha a Andromeda – blízké setkání zcela zničí spirální strukturu. Tyto dvě skupiny hvězd se nakonec stanou obří eliptickou galaxií bez rozeznatelné spirální struktury.
Takové interakce mohou také vyvolat vznik malého množství hvězd. Když se galaxie srazí, způsobí to, že se shromáždí obrovská oblaka vodíku a stlačí se, což může spustit sérii gravitačních kolapsů. Kolize galaxií také způsobí, že galaxie předčasně stárne, protože velká část jejího plynu se přemění na hvězdy.
Po tomto období nekontrolovatelné tvorby hvězd dojde galaxiím palivo. Nejmladší nejžhavější hvězdy vybuchnou jako supernovy a zbyly jen starší, chladnější červené hvězdy s mnohem delším životem. To je důvod, proč obří eliptické galaxie, které jsou výsledkem kolizí galaxií, mají tolik starých rudých hvězd a velmi málo aktivní tvorby hvězd.
Navzdory tomu, že galaxie v Andromedě obsahuje asi 1 bilion hvězd a Mléčná dráha obsahuje asi 300 miliard, pravděpodobnost, že se srazí i dvě hvězdy, je zanedbatelná kvůli obrovským vzdálenostem mezi nimi. Obě galaxie však obsahují centrální supermasivní černé díry, které se budou sbližovat poblíž středu nově vzniklé galaxie.
Dvě galaxie se srazí v souhvězdí Corvus. Kredit: B. Whitmore (STScI), F. Schweizer (DTM),
Toto sloučení černých děr způsobí přenos orbitální energie na hvězdy, které se v průběhu milionů let přesunou na vyšší dráhy. Když se dvě černé díry od sebe přiblíží na světelný rok, budou vysílat gravitační vlny, které budou vyzařovat další orbitální energii, dokud se úplně nespojí.
Plyn absorbovaný kombinovanou černou dírou by mohl vytvořit svítící kvasar nebo aktivní jádro, které by se vytvořilo ve středu galaxie. A konečně, účinky sloučení černých děr by také mohly vyhodit hvězdy z větší galaxie, což má za následek hyperrychlostní darebné hvězdy které by s sebou mohly nést i jejich planety.
Dnes se rozumí, že galaktické srážky jsou v našem vesmíru běžným jevem. Astronomie je nyní často simuluje na počítačích, které realisticky simulují příslušnou fyziku – včetně gravitačních sil, jevů rozptylování plynu, vzniku hvězd a zpětné vazby.
A nezapomeňte se podívat na toto video blížící se galaktické kolize, s laskavým svolením NASA:
Pro Universe Today jsme napsali mnoho článků o galaxiích. Zde je Co je galaktický kanibalismus? , Dávej si pozor! Galaktické srážky by mohly uhasit formaci hvězd , Nová verze HST: Dramatic Galaxy Collision , Virtuální galaktický trhák! , Je to nevyhnutelné: Mléčná dráha, galaxie v Andromedě míří ke kolizi , Kosmická srážka: Náš dosud nejlepší pohled na sloučení dvou vzdálených galaxií , a Určení rychlosti srážky galaxií .
Pokud chcete více informací o galaxiích, podívejte se Tiskové zprávy Hubblesite o galaxiích , a tady je Vědecká stránka NASA o galaxiích .
Nahráli jsme také epizodu Astronomy Cast o galaxiích – Epizoda 97: Galaxie .
Prameny:
