HVAD SKER DER, NåR GALAKSER KOLLIDERER?

Send

Vi vil ikke skræmme dig, men vores egen Mælkevej er på kollisionskurs med Andromeda, den nærmeste spiralgalakse til vores egen. På et tidspunkt i løbet af de næste par milliarder år vil vores galakse og Andromeda - som også tilfældigvis er de to største galakser i den lokale gruppe - komme sammen og med katastrofale konsekvenser.

Stjerner bliver kastet ud af galaksen, andre vil blive ødelagt, når de styrter ned i de fusionerende supermassive sorte huller. Og den delikate spiralstruktur i begge galakser vil blive ødelagt, når de bliver en enkelt, gigantisk, elliptisk galakse. Men så kataklysmisk som dette lyder, denne form for proces er faktisk en naturlig del af den galaktiske udvikling.

Astronomer har kendt til denne forestående kollision i nogen tid. Dette er baseret på retningen og hastigheden af vores galakse og Andromedas. Men endnu vigtigere er, at når astronomer kigger ud i universet, ser de galakse-kollisioner ske regelmæssigt.

Tyngdepunktkollisioner:

Galakser holdes sammen af gensidig tyngdekraft og kredsløb omkring et fælles center. Interaktion mellem galakser er ret almindelig, især mellem gigantiske og satellitgalakser. Dette er ofte resultatet af en galakser, der driver for tæt på hinanden, til det punkt, hvor tyngden af satellitgalaksen tiltrækker en af gigantiske galakas primære spiralarme.

I andre tilfælde kan stien til satellitgalaksen forårsage, at den krydser den gigantiske galakse. Kollisioner kan føre til fusioner, hvis man antager, at ingen af galaksen har nok momentum til at fortsætte, efter at kollisionen har fundet sted. Hvis en af de kolliderende galakser er meget større end den anden, forbliver den stort set intakt og bevarer sin form, mens den mindre galakse bliver strippet fra hinanden og bliver en del af den større galakse.

Sådanne kollisioner er relativt almindelige, og Andromeda menes at have kollideret med mindst en anden galakse i fortiden. Flere dværggalakser (som f.eks. Skytten Dværgkugleformet galakse) kolliderer i øjeblikket med Mælkevejen og smelter sammen med den.

Imidlertid er ordet kollision lidt af en fejlnummer, da den ekstremt svage fordeling af stof i galakser betyder, at faktiske kollisioner mellem stjerner eller planeter er yderst usandsynlige.

Andromeda – Milky Way-kollision:

I 1929 afslørede Edwin Hubble observationsbeviser, der viste, at fjerne galakser bevægede sig fra Mælkevejen. Dette førte til, at han skabte Hubbles lov, der siger, at en galakas afstand og hastighed kan bestemmes ved at måle dens rødskift - dvs. et fænomen, hvor et objekts lys forskydes mod den røde ende af spektret, når det bevæger sig væk.

Spektrografiske målinger udført på lyset fra Andromeda viste imidlertid, at dets lys blev forskudt mod den blå ende af spektret (alias blåskift). Dette indikerede, at i modsætning til de fleste galakser, der er blevet observeret siden begyndelsen af det 20. århundrede, bevæger Andromeda sig mod os.

I 2012 fandt forskerne ud af, at en kollision mellem Mælkevejen og Andromeda-galaksen helt sikkert ville ske, baseret på Hubble-data, der sporet af bevægelserne fra Andromeda fra 2002 til 2010. Baseret på målinger af dens blåskifte estimeres det, at Andromeda nærmer sig vores galakse med en hastighed på ca. 110 km / sekund (68 mi / s).

Med denne hastighed vil det sandsynligvis kollidere med Mælkevejen i omkring 4 milliarder år. Disse studier antyder også, at M33, Triangulum Galaxy - den tredje største og lyseste galakse af den lokale gruppe - også vil deltage i denne begivenhed. Efter all sandsynlighed vil den ende i kredsløb omkring Mælkevejen og Andromeda og derefter kollidere med fusionsresten på et senere tidspunkt.

Konsekvenser:

I en galakse-kollision absorberer store galakser mindre galakser fuldstændigt og river dem fra hinanden og inkorporerer deres stjerner. Men når galakserne har samme størrelse - som Mælkevejen og Andromeda - ødelægger det nære møde spiralstrukturen fuldstændigt. De to grupper af stjerner bliver til sidst en kæmpe elliptisk galakse uden nogen synlig spiralstruktur.

Sådanne interaktioner kan også udløse en lille mængde stjernedannelse. Når galakserne kolliderer, får det store brintskyer til at samle sig og blive komprimeret, hvilket kan udløse en række tyngdepunktnedbrud. En galakse-kollision får også en galakse til at ældes for tidligt, da meget af dens gas omdannes til stjerner.

Efter denne periode med voldsom stjernedannelse løber galakser tør for brændstof. De yngste hotteste stjerner detonerer som supernovaer, og alt hvad der er tilbage er de ældre, køligere røde stjerner med meget længere liv. Dette er grunden til, at gigantiske elliptiske galakser, resultaterne af galakskollisioner, har så mange gamle røde stjerner og meget lidt aktiv stjernedannelse.

På trods af Andromeda-galaksen, der indeholder omkring 1 billioner stjerner og Mælkevejen, der indeholder omkring 300 milliarder, er chancen for, at endda to stjerner kolliderer, ubetydelig på grund af de enorme afstande mellem dem. Begge galakser indeholder imidlertid centrale supermassive sorte huller, som vil konvergere tæt på midten af den nydannede galakse.

Denne sorte hulfusion vil føre til, at orbitalenergi overføres til stjerner, der flyttes til højere kredsløb i løbet af millioner af år. Når de to sorte huller kommer inden for et lysår af hinanden, udsender de tyngdekraftsbølger, der vil udstråle yderligere orbital energi, indtil de smelter sammen.

Gas optaget af det kombinerede sorte hul kunne skabe en lysende kvasar eller en aktiv kerne til dannelse i midten af galaksen. Og sidst kunne virkningerne af en sort hulfusion også sparke stjerner ud af den større galakse, hvilket resulterer i hypervelocity slyngelstjerner, der endda kunne bære deres planeter med sig.

I dag forstås det, at galaktiske kollisioner er et fælles træk i vores univers. Astronomi simulerer dem ofte ofte på computere, som realistisk simulerer den involverede fysik - inklusive tyngdekræfter, gasdissipationsfænomener, stjernedannelse og feedback.

Og sørg for at tjekke denne video af den forestående galaktiske kollision, takket være NASA:

Vi har skrevet mange artikler om galakser til Space Magazine. Her er Hvad er galaktisk kannibalisme ?, Pas på! Galaktiske kollisioner kan udslette stjernedannelse, ny Hubble-frigivelse: Dramatisk galakakollision, en virtuel galaktisk smash-up! og bestemmelse af Galaxy Collision Rate.

Hvis du gerne vil have mere information om galakser, kan du tjekke Hubblesites nyhedsmeddelelser om galakser, og her er NASAs videnskabsside om galakser.

Vi har også optaget en episode af Astronomy Cast om galakser - Afsnit 97: Galaxies.

Kilder: