Nowe obserwacje wskazują na możliwy los galaktyk Drogi Mlecznej i Andromedy

Chaotyczna mieszanina łączących się galaktyk spiralnych wskazuje na możliwy los galaktyk Drogi Mlecznej i Andromedy.

Teleskop Gemini South w Chile obserwuje skutki zderzenia galaktyk spiralnych, które miało miejsce miliard lat temu. W centrum tego chaotycznego zjawiska znajduje się spleciona i uwięziona para supermasywnych czarnych dziur – najbliższa Ziemi para, jaką dotychczas udało się zarejestrować.

Wirujące ramiona galaktyki spiralnej są jednym z najbardziej rozpoznawalnych elementów kosmosu. To długie, rozległe pasma, odchodzące od rdzenia centralnego, wypełnione pyłem, gazem i obszarami intensywnego tworzenia się nowych gwiazd. Jednak podczas połączenia z inną galaktyką ta charakterystyczna struktura może ulec znaczącym przemianom, i stać się znacznie bardziej dziwacznym i amorficznym kształtem. Te same rozległe ramiona, które wcześniej były uporządkowane, nagle zostają zakłócone w wyniku interakcji. Dwie supermasywne czarne dziury znajdujące się w jądrach galaktyk splatają się w pływowym tańcu, dodając chaosu do tego procesu. Przykładem takiej transformacji jest galaktyka NGC 7727, która znajduje się w konstelacji Wodnika, około 90 milionów lat świetlnych od Drogi Mlecznej.

Astronomowie uwiecznili sugestywny obraz skutków tej fuzji za pomocą spektrografu Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) zamontowanego na teleskopie Gemini South. Na obrazie widać rozległe, wirujące pasma międzygwiezdnego pyłu i gazu, które przypominają świeżą watę cukrową. Owijają się one wokół łączących się jąder galaktyk macierzystych. W wyniku tego procesu powstaje rozproszona mieszanka aktywnych obszarów intensywnego tworzenia się gwiazd oraz pasów osiadłego pyłu, które otaczają układ.

To, co przyciąga największą uwagę w przypadku NGC 7727, to bez wątpienia jej bliźniacze jądra galaktyczne. Każde z tych jąder zawiera supermasywną czarną dziurę, co zostało potwierdzone przez astronomów korzystających z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT). Obecnie astronomowie przypuszczają, że galaktyka ta powstała jako para galaktyk spiralnych, które uwikłały się w niebiański taniec około miliarda lat temu. W wyniku tego procesu gwiazdy i mgławice rozsypały się i zostały ściągnięte z powrotem na łaskę grawitacyjnego przyciągania przez czarne dziury. Efektem tego są nieregularne i splątane węzły, które możemy obserwować.

Dwie supermasywne czarne dziury, znajdujące się w odległości około 1600 lat świetlnych od siebie, mają różne masy: jedna 154 miliony mas Słońca, a druga 6,3 miliona mas Słońca. Przewiduje się, że połączą się one w jedną większą czarną dziurę za około 250 milionów lat. Ten proces wygeneruje gwałtowne fale grawitacyjne, które rozpraszają się w czasoprzestrzeni. Efektem będzie powstanie jeszcze bardziej masywnej czarnej dziury.

Ponieważ galaktyka nadal chwieje się po zderzeniu, większość widocznych wąsów jest zapełniona jasnymi, młodymi gwiazdami i aktywnymi obszarami tworzenia się gwiazd. Odkryto 23 obiekty w tym układzie, które są uważane za kandydatów na młode gromady kuliste. Te skupiska gwiazd często powstają w obszarach, gdzie tempo tworzenia się gwiazd jest wyższe niż zwykle i są szczególnie powszechne w galaktykach, które znajdują się w fazie interakcji, podobnie jak to obserwujemy tutaj.

Przewiduje się, że po opadnięciu pyłu NGC 7727 przekształci się w galaktykę eliptyczną, która będzie składać się głównie ze starszych gwiazd i niewielkiej liczby formujących się gwiazd. Podobny los może spotkać również naszą Drogę Mleczną i Galaktykę Andromedy, gdy połączą się za miliardy lat. Galaktyka eliptyczna z supermasywną czarną dziurą w centrum, jak M87, może być ich przyszłym scenariuszem.

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej informacji: