Przejdź do treści

Gaia rejestruje nowe prędkości kolizji pomiędzy Drogą Mleczną i Andromedą

img

Satelita ESA Gaia spojrzał poza Drogę Mleczną i zbadał dwie pobliskie galaktyki, aby odkryć ruchy gwiazd w nich i dowiedzieć się, w jaki sposób będą one wzajemnie oddziaływać i zderzać się z Drogą Mleczną – z zaskakującymi rezultatami.

Droga Mleczna należy do dużego skupiska galaktyk zwanego Grupą Lokalną i wraz z galaktyką Andromedy i Trójkąta – znanymi również odpowiednio jako M31 i M33 – stanowi większość masy tej grupy.  

„Musieliśmy zbadać ruchy galaktyk w 3D, aby odkryć, w jaki sposób się rozwinęły i ewoluowały, oraz co tworzy i wpływa na ich właściwości i zachowanie” – mówi główny autor badania Roeland van der Marel ze Space Telescope Science Institute w Baltimore, USA.

Gaia aktualnie buduje najdokładniejszą mapę 3D gwiazd w pobliskim Wszechświecie i wypuszcza dane w etapach. W tych badaniach zostały wykorzystane dane z drugiego wydania, wykonane w kwietniu 2018 roku. 

Wcześniejsze badania Grupy Lokalnej łączyły obserwacje z teleskopów kosmicznych oraz naziemnych, aby dowiedzieć się, w jaki sposób orbity galaktyk Andromedy i Trójkąta zmieniły się z czasem. Dwie galaktyki spiralne w kształcie dysku znajdują się w odległości 2,5-3 mln lat świetlnych od nas i są wystarczająco blisko siebie, aby mogły wchodzić w interakcje.

Pojawiły się dwie możliwości: albo Trójkąt znajduje się na niesamowicie wydłużonej orbicie wokół Andromedy – około 6 mld lat, ale już w przeszłości na nią opadł, lub jest na samym początku spadania na nią. Każdy scenariusz odzwierciedla inną ścieżkę orbitalną, a tym samym inną historię tworzenia i przyszłość każdej galaktyki.

Podczas, gdy Hubble uzyskał najwyraźniejsze obrazy M31 i M33, Gaia mierzy indywidualną pozycję i ruch wielu ich gwiazd z niespotykaną dokładnością.

Ruchy gwiazd mierzone przez Gaia nie tylko pokazują, w jaki sposób każda z galaktyk porusza się w przestrzeni, ale także jak każda z nich wiruje wokół własnej osi rotacji.

Sto lat temu, kiedy astronomowie próbowali najpierw zrozumieć naturę galaktyk, takie pomiary wirowania były bardzo poszukiwane, ale nie udało się ich zrealizować z powodzeniem za pomocą teleskopów dostępnych w tamtym czasie. W końcu dokonała tego Gaia.

Po raz pierwszy dokonano pomiaru sposobu rotacji M31 i M33. Astronomowie postrzegali galaktyki jako skupione światy, które nie mogły być oddzielnymi „wyspami”, jednak teraz wiemy, że jest inaczej. Minęło 100 lat i Gaia w końcu zmierzyła prawdziwą, maleńką prędkość rotacji naszej najbliższej większej galaktycznej sąsiadki – M31. Pomoże to astronomom lepiej zrozumieć naturę galaktyk. 

Łącząc istniejące obserwacje z nowym wydaniem danych z Gai, naukowcy ustalili, jak Andromeda i Trójkąt poruszają się po niebie i obliczyli ścieżkę orbitalną dla galaktyki zarówno wstecz jak i w przód w czasie miliardów lat. 

„Prędkości, które znaleźliśmy pokazują, że M33 nie może znajdować się na długiej orbicie wokół M31. Nasze modele jednogłośnie sugerują, że M33 po raz pierwszy opada w kierunku M31” – mówi Ekta Patel, współautorka badania z University of Arizona w USA.

Podczas, gdy przeznaczeniem Drogi Mlecznej i Andromedy jest kolizja i scalenie się, zarówno czas jak i destrukcyjność oddziaływania prawdopodobnie będą inne, niż oczekiwano.

Ponieważ ruch Andromedy różni się nieco od wcześniejszych szacunków, galaktyka najprawdopodobniej dostarcza więcej ciosów Drodze Mlecznej, niż zderzenie czołowe, do którego dojdzie nie za 3,9 mld lat a za 4,5 mld - około 600 mln lat później, niż przewidywano.

„Widzimy niezwykłe właściwości zarówno w M31, jak i M33, takie jak wypaczone strumienie i ogony gazu i gwiazd. Jeżeli galaktyki nie spotkałyby się wcześniej, nie mogły zostać stworzone przez siły odczuwalne podczas połączenia. Być może powstały w wyniku interakcji z innymi galaktykami.”

„Gaia została zaprojektowana głównie do mapowania gwiazd Drogi Mlecznej, ale to nowe badanie pokazuje, że satelita przekracza oczekiwania i może dostarczyć unikalnego spojrzenia w strukturę i dynamikę galaktyk poza naszym królestwem. Im dłużej Gaia obserwuje maleńkie ruchy tych galaktyk na niebie, tym dokładniejsze będą nasze pomiary.”

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Gaia clocks new speeds for Milky Way-Andromeda collision

Źródło: ESA

Na zdjęciu: Przyszłe trajektorie orbitalne trzech galaktyk spiralnych: Drogi Mlecznej (niebieska), Andromedy (czerwona) oraz Trójkąta (zielona). Kółka oznaczają aktualną pozycję każdej z galaktyk. Źródło: Orbity - E. Patel, G. Besla (University of Arizona), R. van der Marel (STScI); Zdjęcia: ESA (Milky Way); ESA/Gaia/DPAC (M31, M33).