На нашем небе, за пределами Млечного Пути, простирается часто игнорируемый гигант. Если бы тёмная материя была видимой, её гало вокруг этого гиганта занимало бы четверть всего небосвода.
Для съёмки центральной части видимого ядра этой системы — галактики Андромеды, размер которой в десятки раз меньше её гало тёмной материи, — потребовалось собрать мозаику из 600 изображений, сделанных космическим телескопом Хаббла. Эта панорамная фотография, недавно опубликованная NASA, включает 2,5 миллиарда пикселей, что в тысячу раз больше, чем в типичном снимке сотового телефона.
Андромеда похожа на Млечный Путь своей дисковидной структурой и общей массой, составляющей несколько триллионов солнечных масс. Её можно считать нашей «сестринской» галактикой, где инопланетные астрономы могли бы размышлять о нас, используя свои телескопы для создания панорамного изображения Млечного Пути. Наши сигналы достигли бы их только через 2,5 миллиона лет, что сопоставимо с полной историей существования человеческого вида на Земле.
Андромеда движется навстречу Млечному Пути. Слияние этих двух сестринских галактик приведёт к рождению гигантской эллиптической галактики в будущем. В статье 2007 года, написанной вместе с моим постдоком Т. Дж. Коксом, я назвал эту новую галактику «Милкомеда». Прелюдией к этому слиянию стало частичное перекрытие гало тёмной материи Андромеды и Млечного Пути. Окончательное слияние почти удвоит звёздные и тёмно-материальные резервы нашей галактики. Однако остальная Вселенная ускорится прочь, оставляя Милкомеду в окружении пустого пространства.
Если все научные архивы будут утрачены из-за катастрофического события, смогут ли астрономы будущего, изучающие Милкомеду, понять, что она возникла из Большого взрыва, а не была островной галактикой, существующей в вакууме долгое время? В одной из моих статей показано, что гипервелосипедные звёзды, выброшенные Милкомедой, могут использоваться для отслеживания космической экспансии и информирования будущих астрономов о глобальном космическом контексте.
Это единственная моя работа, которая может быть цитирована триллионы лет спустя.
Доказательства гравитационного притяжения между Млечным Путём и Андромедой видны в их относительных движениях. Галактики приближаются друг к другу со скоростью почти 270 000 миль в час, что можно определить по смещению спектральных линий света Андромеды в голубую сторону спектра (синий сдвиг) под воздействием эффекта Доплера. Напротив, все галактики за пределами Местной группы удаляются от нас.
Численные симуляции незаменимы для понимания галактических слияний. Одной из характерных черт взаимодействия галактик являются длинные потоки звёзд и газа, протягивающиеся от одной или обеих взаимодействующих галактик. Эти структуры называют приливными хвостами. Когда хвосты образуются, звёзды и газ вырываются из галактик в межгалактическое пространство.
Когда Местная группа галактик будет эволюционировать, Млечный Путь и Андромеда начнут оказывать динамическое воздействие друг на друга из-за взаимного притяжения. Солнце вместе с Землёй может быть втянуто в приливной хвост. В это время астрономы солнечной системы окажутся в уникальном положении наблюдения. Обрывки Млечного Пути займут значительную часть ночного неба, пока наша галактика танцует с Андромедой.
Большинство звёзд остаются относительно близко к своим галактикам. Орбита Солнца станет гораздо более хаотичной из-за гравитационных флуктуаций. Наши исследования показывают, что сильное взаимодействие начнётся через 2 миллиарда лет, а полное слияние завершится через 5 миллиардов лет, что совпадает с оставшейся продолжительностью жизни Солнца (7,6 миллиарда лет).
Хотя Млечный Путь и Андромеда сольются, звёзды внутри галактик, включая Солнце, физически не столкнутся из-за огромных расстояний между ними. Если бы Солнце было размером с шарик для пинг-понга, ближайшая звезда Проксима Центавра находилась бы на расстоянии 1150 км.
Симуляции показывают, что орбита Солнца внутри Милкомеды будет значительно отличаться. Милкомеда станет сферической и более гладкой, чем любая спиральная галактика. Звёзды будут двигаться по сложным траекториям, периодически приближаясь к галактическому центру.
Эллиптическая форма Милкомеды будет характерна для множества галактик, образовавшихся из слияний. Недавние исследования, включающие данные Gaia и Хаббла, показывают, что будущие сценарии зависят от взаимодействий с другими массивными объектами, такими как M33 или Большое Магелланово Облако.
На протяжении 13,8 миллиардов лет слияния галактик были обычным явлением. Однако для людей это событие будет уникальным.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь пожалуйста на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos