Οι αστρονόμοι γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι ο Γαλαξίας και οι γαλαξίες της Ανδρομέδας θα συγκρουστούν σε κάποια μελλοντική ημερομηνία. Η καλύτερη εικασία για αυτό το ραντεβού ήταν περίπου 3,75 δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα. Αλλά τώρα μια νέα μελέτη βασισμένη στο Data Release 2 από την αποστολή Gaia της ESA φέρνει κάποια σαφήνεια σε αυτήν τη μελλοντική σύγκρουση.
Υπάρχουν περισσότερα στη συνολική εικόνα σύγκρουσης παρά στον Γαλαξία και την Ανδρομέδα (M31). Οι δύο γαλαξίες αποτελούν μέρος μιας ομάδας γαλαξιών που ονομάζεται Τοπική Ομάδα και η Τοπική Ομάδα έχει ένα τρίτο μεγάλο μέλος, τον Γαλαξία Triangulum (M33). Αν και η Τοπική Ομάδα περιέχει άλλους γαλαξίες, οι τρεις προαναφερθέντες αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας. Από τους τρεις, η Ανδρομέδα είναι η πιο μαζική, ο Γαλαξίας είναι ο δεύτερος πιο ογκώδης και το Τρίγωνο είναι το τρίτο.
Η Τοπική Ομάδα αποτελείται από περισσότερους από 54 διαφορετικούς γαλαξίες, αν και οι περισσότεροι από αυτούς είναι νάνοι γαλαξίες, βαρυτικά συνδεδεμένοι με τους τρεις μεγάλους. Το κέντρο βαρύτητας του Ομίλου βρίσκεται κάπου μεταξύ του Γαλαξία και της Ανδρομέδας.
Αν και έχει προβλεφθεί σύγκρουση εδώ και αρκετό καιρό, εξακολουθεί να υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και άλλα επίγεια πεδία όπως το Very Long Baseline Array (VLBA) παρείχαν τα στοιχεία παρατήρησης για αυτήν την σύγκρουση. Με αυτά τα δεδομένα, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να μάθουν λίγα πράγματα για το πώς οι τροχιές της Ανδρομέδας και του Τριγώνου έχουν αλλάξει με την πάροδο του χρόνου.
Το Andromeda και το Triangulum είναι και οι δύο σπειροειδείς γαλαξίες, όπως ο Γαλαξίας μας, και βρίσκονται κάπου μεταξύ 2,5 και 3 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά μας. Είναι επίσης αρκετά κοντά ώστε να αλληλεπιδρούν ενδεχομένως βαρυτικά, γεγονός που μπερδεύει τις προβλέψεις σύγκρουσης.
Εδώ μπαίνει η αποστολή Gaia της ESA.
“Χρειάστηκε να διερευνήσουμε τις κινήσεις των γαλαξιών σε 3D για να ανακαλύψουμε πώς έχουν αναπτυχθεί και εξελιχθεί, και τι δημιουργεί και επηρεάζει τα χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά τους.“
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Roeland van der Marel, Space Telescope Science Institute (STScI) Βαλτιμόρη, ΗΠΑ.
“Χρειαζόμασταν να εξερευνήσουμε τις κινήσεις των γαλαξιών σε 3D για να ανακαλύψουμε πώς έχουν μεγαλώσει και εξελιχθεί, και τι δημιουργεί και επηρεάζει τα χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά τους,»Λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Roeland van der Marel του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη των ΗΠΑ. «Καταφέραμε να το κάνουμε αυτό χρησιμοποιώντας το δεύτερο πακέτο δεδομένων υψηλής ποιότητας που κυκλοφόρησε η Gaia.“
Η αποστολή Gaia δημιουργεί έναν τρισδιάστατο χάρτη του γαλαξία μας στον Γαλαξία μας, και κάνει το ίδιο για τμήματα της Τοπικής Ομάδας. Ενώ τα πεδία όπως το Χαμπλ μάς δίνουν ευκρινείς απόψεις των άλλων μελών της Τοπικής Ομάδας, δεν μας δίνουν τις ακριβείς μετρήσεις θέσεων και κινήσεων μεμονωμένων αστεριών. Αυτή είναι η αποστολή της Gaia.
“Συνδυάσαμε τα δεδομένα της Γαίας για να αναγνωρίσουμε χιλιάδες μεμονωμένα αστέρια και στους δύο γαλαξίες και μελετήσαμε πώς αυτά τα αστέρια κινούνται μέσα στα γαλαξιακά σπίτια τους,"Προσθέτει ο συν-συγγραφέας Mark Fardal, επίσης του STScI. «Ενώ η Gaia στοχεύει πρωτίστως να μελετήσει τον Γαλαξία μας, είναι αρκετά ισχυρή για να εντοπίσει ιδιαίτερα τεράστια και φωτεινά αστέρια σε κοντινές περιοχές που σχηματίζουν αστέρια - ακόμη και σε γαλαξίες πέρα από τους δικούς μας.“
Στο παρελθόν, όταν οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το Χαμπλ και άλλα παρατηρητήρια για να μελετήσουν τις κινήσεις των τριών μεγαλύτερων μελών της Τοπικής Ομάδας, βρήκαν δύο δυνατότητες. Είτε ο Γαλαξίας Triangulum βρίσκεται σε μια απίστευτα μεγάλη τροχιά έξι δισεκατομμυρίων ετών γύρω από την Ανδρομέδα, αλλά έχει ήδη πέσει σε αυτό στο παρελθόν, ή αυτή τη στιγμή βρίσκεται στο πρώτο του φθινόπωρο. Κάθε σενάριο αντικατοπτρίζει μια διαφορετική τροχιακή πορεία, και έτσι ένα διαφορετικό ιστορικό σχηματισμού και μέλλον για κάθε γαλαξία.
Αλλά τώρα η Gaia έχει δώσει στους αστρονόμους πολύ περισσότερα δεδομένα για να δουλέψουν. Όχι μόνο αποκαλύπτει πώς οι γαλαξίες κινούνται στο διάστημα, αλλά δείχνει το ρυθμό περιστροφής τους. Αυτά τα δεδομένα της ταχύτητας περιστροφής είναι από καιρό πολυπόθητα, από τότε που οι αστρονόμοι άρχισαν να μελετούν τον σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών πριν από εκατό χρόνια, και η Gaia τελικά έδωσε.
“Χρειάστηκε ένα παρατηρητήριο τόσο προχωρημένο όσο η Γαία για να το επιτύχει.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Χρειάστηκε ένα παρατηρητήριο τόσο προχωρημένο όσο η Γαία για να το κάνει τελικά,»Λέει ο Ρόλαντ. «Για πρώτη φορά, μετρήσαμε τον τρόπο περιστροφής των M31 και M33 στον ουρανό. Οι αστρονόμοι συνήθιζαν να βλέπουν τους γαλαξίες ως ομαδοποιημένους κόσμους που δεν θα μπορούσαν να είναι χωριστοί «νησιά», αλλά τώρα γνωρίζουμε διαφορετικά. Χρειάστηκαν 100 χρόνια και η Gaia για να μετρήσει επιτέλους τον πραγματικό, μικροσκοπικό ρυθμό περιστροφής του πλησιέστερου μεγάλου γαλαξιακού γείτονά μας, M31. Αυτό θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε περισσότερα σχετικά με τη φύση των γαλαξιών.“
Οι ερευνητές πίσω από τη μελέτη συνδύασαν τα υπάρχοντα δεδομένα με τα νέα δεδομένα από το Gaia Release 2 για να δημιουργήσουν μια πιο ακριβή εικόνα για το πώς κινούνται οι Andromeda και το Triangulum στο διάστημα. Κατάφεραν να το προβάλουν στο παρελθόν και στο μέλλον για δισεκατομμύρια χρόνια.
“Οι ταχύτητες που βρήκαμε δείχνουν ότι το M33 δεν μπορεί να βρίσκεται σε μεγάλη τροχιά γύρω από το M31 », λέει συν-συγγραφέας Ekta Patel του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, ΗΠΑ. «Τα μοντέλα μας υποδηλώνουν ομόφωνα ότι το M33 πρέπει να βρίσκεται στην πρώτη του είσοδο στο M31.“
Η μελέτη αποκάλυψε επίσης περισσότερα από αυτά που υπάρχουν για τον Γαλαξία και την Ανδρομέδα. Αντί για σύγκρουση (η οποία ονομάζεται με μεγαλύτερη ακρίβεια παλιρροιακή αλληλεπίδραση, δεδομένου ότι κανένα αστέρι ή πλανήτης δεν ήταν πιθανό να συγκρουστεί), θα υπάρξει κάτι περισσότερο από μια ματιά. Και αντί να πραγματοποιείται σε περίπου 3,75 δισεκατομμύρια χρόνια, θα είναι περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Φτου!
“Αυτό το εύρημα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόησή μας για το πώς εξελίσσονται και αλληλεπιδρούν οι γαλαξίες. "
Timo Prusti, ESA Gaia Project Scientist
Το νέο έγγραφο, καθώς και τα νέα δεδομένα από την Gaia, ρίχνουν επίσης φως στο πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες όπως η Ανδρομέδα και το Τρίγωνο.
“Αυτό το εύρημα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόησή μας για το πώς εξελίσσονται και αλληλεπιδρούν οι γαλαξίες ». λέει ο Timo Prusti, ESA Gaia Project Scientist. «Βλέπουμε ασυνήθιστα χαρακτηριστικά τόσο στο M31 όσο και στο M33, όπως στρεβλωμένα ρεύματα και ουρές αερίου και αστέρια. Εάν οι γαλαξίες δεν έχουν συναντηθεί στο παρελθόν, αυτοί δεν μπορούν να δημιουργηθούν από τις δυνάμεις που αισθάνθηκαν κατά τη συγχώνευση. Ίσως σχηματίστηκαν μέσω αλληλεπιδράσεων με άλλους γαλαξίες ή από τη δυναμική του αερίου μέσα στους ίδιους τους γαλαξίες.
Πηγές:
- Ερευνητικό έγγραφο: Πρώτον Γαία Δυναμική του συστήματος Andromeda: DR2 Proper Motions, Orbit, and Rotation of M31 and M33
- Δελτίο Τύπου ESA: Η GAIA ρολογίζει τη νέα ταχύτητα για τη σύγκρουση με τον Γαλαξία-Ανδρομέδα
- Η αποστολή GAIA της ESA
