Astronomer har vidst i nogen tid, at Mælkevejen og Andromeda-galakserne vil kollidere på en fremtidig dato. Den bedste gæt til det møde har været omkring 3,75 milliarder år fra nu. Men nu bringer en ny undersøgelse baseret på Data Release 2 fra ESAs Gaia-mission en vis klarhed i denne fremtidige kollision.
Der er mere ved det samlede kollisionsbillede end kun Mælkevejen og Andromeda (M31). De to galakser er en del af en gruppe galakser, der kaldes den lokale gruppe, og den lokale gruppe har et tredje stort medlem, Triangulum Galaxy (M33). Selvom den lokale gruppe indeholder andre galakser, er det de førnævnte tre, der udgør størstedelen af massen. Af de tre er Andromeda den mest massive, Mælkevejen er den næstmassest, og Triangulum er den tredje.
Den lokale gruppe består af mere end 54 forskellige galakser, skønt de fleste af dem er dværggalakser, der er tyngdepunktet knyttet til de store tre. Gruppens tyngdepunkt ligger et sted mellem Mælkevejen og Andromeda.
Selvom en kollision er blevet forudsagt i nogen tid nu, er der stadig masser af usikkerhed. Hubble-rumteleskopet og andre jordbaserede ‘scopes som Very Long Baseline Array (VLBA) har givet det observationsbevis for denne kollision. Med disse data har astronomer været i stand til at lære lidt om, hvordan Andromedas og Triangulumets baner har ændret sig over tid.
Andromeda og Triangulum er begge spiralgalakser, ligesom Mælkevejen, og de er et sted mellem 2,5 og 3 millioner lysår væk fra os. De er også tæt nok til, at de potentielt interagerer tyngdekraften, hvilket mudrer kollisionsforudsigelserne.
Det er her ESAs Gaia-mission kommer ind.
“Vi var nødt til at udforske galaksenes bevægelser i 3D for at afsløre, hvordan de er vokset og udviklet sig, og hvad der skaber og påvirker deres funktioner og opførsel.“
Undersøg hovedforfatter Roeland van der Marel, Space Telescope Science Institute (STScI) Baltimore, USA.
“Vi var nødt til at udforske galaksenes bevægelser i 3D for at afsløre, hvordan de er vokset og udviklet sig, og hvad der skaber og påvirker deres funktioner og opførsel,”Siger hovedforfatter Roeland van der Marel fra Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, USA. ”Vi var i stand til at gøre dette ved hjælp af den anden pakke med data af høj kvalitet frigivet af Gaia.“
Gaia-missionen er ved at lave et 3D-kort over vores Mælkevej-galakse, og det gør også det samme for dele af den lokale gruppe. Mens ‘scopes som Hubble giver os skarpe udsigter over de andre medlemmer af den lokale gruppe, giver de os ikke de nøjagtige målinger af positioner og bevægelser for individuelle stjerner. Det er Gaia's mission.
“Vi kammede gennem Gaia-dataene for at identificere tusinder af individuelle stjerner i begge galakser og studerede, hvordan disse stjerner bevægede sig inden i deres galaktiske hjem,”Tilføjer medforfatter Mark Fardal, også af STScI. ”Mens Gaia primært sigter mod at studere Mælkevejen, er den kraftfuld nok til at se specielt massive og lyse stjerner i nærliggende stjernedannende regioner - selv i galakser uden for vores egne.“
Tidligere, da astronomer brugte Hubble og andre observatorier til at studere bevægelserne fra den lokale gruppes tre største medlemmer, fandt de to muligheder. Enten er Triangulum-galaksen på en utroligt lang 6-milliard-årig bane omkring Andromeda, men er allerede faldet i den i fortiden, eller den er i øjeblikket på sin allerførste efterår. Hvert scenario afspejler en anden orbitalsti og dermed en anden formationshistorie og fremtid for hver galakse.
Men nu har Gaia givet astronomer meget mere data at arbejde med. Ikke kun afslører, hvordan galakserne bevæger sig gennem rummet, det viser deres omdrejningshastighed. Disse spin-rate data er længe eftertragtet, lige siden astronomer begyndte at studere galaksdannelse og evolution for hundrede år siden, og Gaia har endelig leveret.
“Det tog et observatorium så avanceret som Gaia for endelig at gøre det.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Det tog et observatorium så avanceret som Gaia for endelig at gøre det,”Siger Roeland. ”For første gang har vi målt, hvordan M31 og M33 roterer på himlen. Astronomer plejede at se galakser som grupperede verdener, der muligvis ikke kunne være separate 'øer', men vi ved nu ellers. Det har taget 100 år og Gaia endelig at måle den sande, lille rotationshastighed for vores nærmeste store galaktiske nabo, M31. Dette vil hjælpe os med at forstå mere om galaksenes natur.“
Forskerne bag undersøgelsen kombinerede eksisterende data med de nye data fra Gaia Release 2 for at skabe et mere præcist billede af, hvordan Andromeda og Triangulum bevæger sig gennem rummet. De var i stand til at projicere dette i fortiden og i fremtiden i milliarder af år.
“De hastigheder, vi fandt, viser, at M33 ikke kan være på en lang bane omkring M31, ”siger medforfatter Ekta Patel fra University of Arizona, USA. ”Vores modeller antyder enstemmigt, at M33 skal være på det første indløb i M31.“
Undersøgelsen afslørede også mere af, hvad der er i vente til Mælkevejen og Andromeda. I stedet for en kollision (som mere nøjagtigt kaldes et tidevandsinteraktion, da ingen stjerner eller planeter nogensinde var tilbøjelige til at kollidere), vil der være mere et blikende slag. Og snarere end at finde sted om cirka 3,75 milliarder år, vil det være om cirka 4,5 milliarder år. Pyha!
“Dette fund er afgørende for vores forståelse af, hvordan galakser udvikler sig og interagerer. ”
Timo Prusti, ESA Gaia-projektforsker
Det nye papir og de nye data fra Gaia kaster også lys over, hvordan galakser som Andromeda og Triangulum danner og udvikler sig.
“Dette fund er afgørende for vores forståelse af, hvordan galakser udvikler sig og interagerer, ” siger Timo Prusti, ESA Gaia-projektforsker. ”Vi ser usædvanlige træk i både M31 og M33, såsom skæve strømme og haler af gas og stjerner. Hvis galakserne ikke mødes før, kan disse ikke være skabt af de kræfter, der føltes under en fusion. Måske dannede de sig via interaktioner med andre galakser eller ved gasdynamik inden for selve galakserne.
Kilder:
- Forskningsartikel: Først Gaia Andromedasystemets dynamik: DR2 ordentlige bevægelser, kredsløb og rotation af M31 og M33
- ESA-pressemeddelelse: GAIA åbner ny hastighed for Milky Way-Andromeda-kollision
- ESAs GAIA-mission
