Astronomové již nějakou dobu věděli, že galaxie Mléčná dráha a Andromeda se v budoucnu srazí. Nejlepší odhad pro toto setkání je od této chvíle asi 3,75 miliardy let. Nyní však nová studie založená na Data Release 2 z mise ESA v Gaia přináší této budoucí kolizi určitou jasnost.
Celkový obraz kolize má více než jen Mléčná dráha a Andromeda (M31). Tyto dvě galaxie jsou součástí skupiny galaxií zvaných místní skupina a místní skupina má třetího velkého člena, galaxii trojúhelníku (M33). Ačkoli místní skupina obsahuje další galaxie, jsou to výše uvedené tři, které tvoří většinu hmoty. Ze tří je Andromeda nejmasivnější, Mléčná dráha je druhá nejmasivnější a Triangulum je třetí.
Místní skupina se skládá z více než 54 různých galaxií, ačkoli většina z nich jsou trpasličí galaxie, gravitačně připojené k velkým třem. Gravitační centrum skupiny je někde mezi Mléčnou dráhou a Andromedou.
Ačkoli kolize byla již nějakou dobu předpovězena, stále existuje nejistota. Hubbleův kosmický dalekohled a další pozemní ‘rozsahy, jako je Very Long Baseline Array (VLBA), poskytly pozorovací důkazy pro tuto kolizi. Na základě těchto údajů se astronomové mohli dozvědět něco málo o tom, jak se oběžné dráhy Andromedy a Triangula v průběhu času měnily.
Andromeda a Triangulum jsou spirální galaxie, jako je Mléčná dráha, a jsou od nás vzdáleny 2,5 až 3 miliony světelných let. Jsou také dost blízko na to, aby potenciálně interagovali gravitačním způsobem, což zabraňuje kolizním předpovědím.
Zde přichází mise ESA v Gaii.
“Potřebovali jsme prozkoumat pohyby galaxií ve 3D, abychom odhalili, jak rostly a vyvíjely se a co vytváří a ovlivňuje jejich vlastnosti a chování.“
Vedoucí studie Roeland van der Marel, Space Telescope Science Institute (STScI) Baltimore, USA.
“Potřebovali jsme prozkoumat pohyby galaxií ve 3D, abychom odhalili, jak rostly a vyvíjely se a co vytváří a ovlivňuje jejich vlastnosti a chování,“Říká vedoucí autor Roeland van der Marel z Space Telescope Science Institute (STScI) v Baltimoru v USA. „Dokázali jsme to pomocí druhého balíčku vysoce kvalitních dat zveřejněných společností Gaia.“
Mise Gaia vytváří 3D mapu naší Galaxie Mléčná dráha a dělá to totéž pro části místní skupiny. Zatímco rozsahy jako Hubble nám dávají ostré pohledy na ostatní členy místní skupiny, nedávají nám přesné měření pozic a pohybů jednotlivých hvězd. To je poslání Gaie.
“Prošli jsme si Gaia data, abychom identifikovali tisíce jednotlivých hvězd v obou galaxiích a studovali jsme, jak se tyto hvězdy pohybovaly v jejich galaktických domovech,“Doplňuje spoluautor Mark Fardal, také z STScI. "Zatímco Gaia se primárně zaměřuje na studium Mléčné dráhy, je dostatečně silná na to, aby spatřila zvláště mohutné a jasné hvězdy v blízkých oblastech vytvářejících hvězdy - dokonce i v galaxiích mimo naše.“
V minulosti, když astronomové použili Hubbleův a další observatoře ke studiu pohybů tří největších členů místní skupiny, našli dvě možnosti. Buď galaxie Triangulum je na neuvěřitelně dlouhé šesti miliardové oběžné dráze kolem Andromedy, ale do ní již spadla v minulosti nebo je v současné době na svém úplně prvním pádu. Každý scénář odráží jinou orbitální dráhu, a tedy jinou historii formování a budoucnost pro každou galaxii.
Nyní však Gaia poskytla astronomům mnohem více dat, se kterými může pracovat. Nejen to odhaluje, jak se galaxie pohybují vesmírem, ale také ukazuje jejich rychlost rotace. Tato data o rychlosti otáčení byla dlouho požadována, od té doby, co astronomové začali studovat formování a vývoj galaxií před sto lety, a Gaia konečně dodala.
“Nakonec to trvalo tak vyspělou observatoř jako Gaia.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Nakonec to trvalo tak vyspělou observatoř jako Gaia,“Říká Roeland. „Poprvé jsme měřili, jak se M31 a M33 točí na obloze. Astronomové viděli galaxie jako seskupené světy, které nemohly být oddělené „ostrovy“, ale nyní víme jinak. Trvalo 100 let a Gaia konečně změřila skutečnou, maličkou rotaci našeho nejbližšího velkého galaktického souseda, M31. To nám pomůže pochopit více o povaze galaxií.“
Vědci v pozadí studie kombinovali stávající data s novými daty z Gaia Release 2 a vytvořili přesnější obrázek o tom, jak se Andromeda a Triangulum pohybují vesmírem. Dokázali to promítnout do minulosti a do budoucnosti po miliardy let.
“Zjistené rychlosti ukazují, že M33 nemůže být na dlouhé oběžné dráze kolem M31, “říká spoluautorka Ekta Patel z University of Arizona, USA. "Naše modely jednomyslně naznačují, že M33 musí být na svém prvním pádu do M31."“
Studie také odhalila více toho, co je připraveno pro Mléčnou dráhu a Andromedu. Spíše než srážka (která se přesněji nazývá přílivová interakce, protože žádné hvězdy ani planety se nikdy nesetkaly), bude více úderů. A místo toho, aby se konalo za přibližně 3,75 miliardy let, bude to za přibližně 4,5 miliardy let. Phew!
“Toto zjištění je klíčové pro naše pochopení toho, jak se galaxie vyvíjejí a jak interagují. “
Timo Prusti, projektový vědec ESA Gaia
Nový dokument a nová data z Gaie také osvětlily, jak se galaxie jako Andromeda a Triangulum formují a vyvíjejí.
“Toto zjištění je klíčové pro naše pochopení toho, jak se galaxie vyvíjejí a vzájemně ovlivňují, “ říká Timo Prusti, projektový vědec ESA Gaia. „U M31 i M33 vidíme neobvyklé rysy, jako jsou pokřivené proudy a zbytky plynu a hvězd. Pokud se galaxie dosud nesetkaly, nemohly být vytvořeny silami, které pocítily během sloučení. Možná se tvořily interakcemi s jinými galaxiemi nebo dynamikou plynů uvnitř samotných galaxií.
Zdroje:
- Výzkumná práce: První Gaia Dynamika systému Andromeda: DR2 Správné pohyby, oběžné dráhy a rotace M31 a M33
- Tisková zpráva ESA: GAIA otevírá novou rychlost kolizi Mléčná dráha-Andromeda
- Mise ESA GAIA
