К нашему Млечному Пути со скоростью 120 км/с. Уже составлены проекты столкновения галактик.
Галактика Млечный Путь является нашей родиной. Она огромна, красива: ее можно увидеть невооруженным глазом на ясном ночном небе. Она представлена в виде белой полосы, разливающейся по всему небу.
По последним данным, диаметр нашей галактики составляет около 130 000 световых лет. В ней содержится около трехсот миллиардов планет, звезд и других небесных тел. Наша Солнечная система располагается на расстоянии 28 тысяч световых лет от центра галактики, на спиралевидной концентрации газа и пыли - рукаве Ориона.
У нашей галактики есть супники - мелкие галактики, вращающиеся вокруг гиганта по собственной орбите, независимо от других частей Млечного Пути. По данным наблюдений, через миллиарды лет Млечный Путь поглотит мелкие галактики Большое и Малое Магелланово Облако, а еще через некоторое время ее саму поглотит Андромеда.
Ученые подтвердили, что будет столкновение галактик Андромеда и Млечный Путь. Это две крупнейший системы, которые располагаются друг от друга на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет. Галактика Андромеда находится в одноименном созвездии. Ее можно считать большим братом Млечного Пути.
Андромеда содержит триллион звезд (в Млечном Пути их около трехсот миллиардов), диаметр галактики - около 200 000 световых лет, а у нас - вполовину меньше.
Некоторые ученые утверждают, что наша галактика и Андромеда очень похожи. И Млечный Путь, и Андромеда способны объединять другие галактики меньших размеров, но с расширением Вселенной галактики расходятся друг от друга. Но эти два гиганта движутся навстречу друг другу. Скорость движения составляет, по разным подсчетам, от 120 до 200 километров в секунду. В результате этого ученые сделали вывод, что произойдет столкновение галактик. Это событие произойдет через пару миллиардов лет.
Столкновение галактик показывается в ролике от телестудии Роскосмоса. По мнению ученых, космические гиганты должны слиться в единое целое. Если к моменту столкновения галактик Землю будут населять люди, они смогут ощутить и увидеть это событие. Со слов ученых, Солнечную систему может выбросить из нашего рукава Млечного Пути дальше. Планета будет пролетать через кашу из звезд, комет, пыли.
Если вдруг произойдет столкновение галактик Млечный Путь и Андромеда, то это повлечет неминуемую гибель множества космических тел: ряд звезд будут полностью уничтожены, какие-то выбросит из галактик, некоторые поглотят черные дыры.
Спиральная структура объектов будут полностью нарушена, и на их месте возникнет новая, гигантская эллиптическая галактика. Этот процесс является нормой для эволюции галактик. О том, что объекта приближаются друг к другу, ученым известно не один год. Но только сейчас они сделали моделирование столкновения двух галактик.
Во Вселенной есть галактики, находящиеся на орбитах с общим центром масс. В таких системах имеется центральная гигантская галактика и несколько спутниковых объектов. Во время эволюции, если движение более мелких галактик не совпадает по орбитам, то все они начинают вращаться вокруг этого центра. Если же орбита у галактик одинакова, то они будут объединены в одну крупную систему, в то время как более мелкий объект будет разорван. Подобные столкновения астрономы часто наблюдают. Считается, что Андромеда тоже сталкивалась с более мелкой галактикой в далеком прошлом. Наша система также поглощала мелкие галактики.
Крупнейшее столкновение галактик произойдет не скоро. Да и столкновением это событие называть не совсем корректно. Этому событию больше подходит термин «объединение». Поскольку в галактиках располагаются разряженные межзвездные среды, планеты и звезды вряд ли столкнутся друг с другом. Два гиганта объединятся, наложившись друг на друга.
Как уже упоминалось, ученым давно известно о приближении двух гигантских галактик. До некоторого времени астрономы не могли с точностью сказать, будет ли мощнейшее столкновение галактик или же они разойдутся, пока не создали математическую модель.
На данном этапе есть вариант радиального изменения скорости Андромеды относительно Млечного Пути путем измерения ее с помощью допплеровского смещения спектральных линий от звезд галактики, а вот измерить поперечную скорость не удастся. Пока что астрономам удалось определить приблизительную скорость движения галактик. По некоторым предположениям, гало точно столкнется, а вот сами диски могут не соприкасаться друг с другом. Однако другие ученые мира думают совершенно иначе.
Во время сближения галактик у них будут кружиться ядра вокруг друг друга. Во время этого события звездные диски рассеются по сторонам от ядер. Моделирование сближения показало, что это событие произойдет примерно через два миллиарда световых лет.
Во время взрыва наша Солнечная система будет выкинута за пределы новой галактики примерно на тридцать тысяч световых лет. Есть вероятность, что она удалится от середины галактик на более дальнее расстояние, но этот шанс крайне низок - около 0,1 %.
Во время моделирования астрономами представилась возможность определить вероятность столкновения нашей галактики с другими системами. В результате наблюдений оказалось, что Млечный Путь может столкнуться с М33 (вероятность - 9 %).
Андромеда содержит около миллиарда различных небесных тел: планет и звезд, а Млечный Путь - всего несколько сот миллиардов. По предположениям астрономов, столкновения Земли и Солнца с другими планетами и звездами - маловероятное событие. Скорее всего, все небесные тела будут выкинуты взрывной волной при слиянии черных дыр галактик.
После этого события на небе Земли будут сверкать другие созвездия, а может, даже к ней присоединится еще один спутник.
При слиянии галактик обычно не происходит столкновение звезд из-за слишком большого расстояния между ними. Однако между ними есть газ, который может нагреться и вызвать рождение новых звезд. Пыль и газ могут поглощаться существующими звездами, из-за чего их вес и размер будут изменены: возникнут сверхновые небесные тела.
Пока два гигантских объекта достигнут друг друга, газа в их рукавах будет мало: во время движения все газообразные массы будут превращаться в звезды или оседать на старых телах. Поэтому никакого гигантского взрыва не произойдет, но и гладким оно не будет.
Впервые приближение Андромеды к Млечному Пути было замечено в 1920 году Эдвином Хабблом. Он оценил исходящий спектрографический свет от Андромеды и сделал сенсационное открытие: галактика движется к нам.
В 2012 году ученые сделали примерные подсчеты скорости приближения. Полученные данные позволили провести вычисления даты столкновения титанов.
Не так давно ученые создали модель будущего столкновения. Томас Кокс и Абрахам Леб построили математическую модель, которая позволила определить процесс столкновения и увидеть судьбу нашей родной Солнечной системы, Земли.
→Как известно, галактики объединяются в скопления. Группа галактик, в которую входит, например, Млечный Путь, называется Местной группой и включает около 30 галактик. Две крупнейшие из них — это вышеупомянутый Млечный Путь и галактика Андромеды, или М31. Эти две и другие галактики вращаются вокруг центра масс Местной группы. Ширина диска Млечного Пути составляет примерно 100 тысяч световых лет. Две галактики-спутника Млечного Пути можно увидеть невооруженным глазом из Южного полушария — это Большое и Малое Магелланово облака, названные в честь португальского путешественника XVI века Фернана Магеллана, который первым из обитателей Северного полушария увидел их на звездном небе. Эти галактики выглядят как два ярких нечетких пятна, однако они состоят из миллиардов звезд. Большое Магелланово Облако находится на расстоянии 170 тысяч световых лет от нас, Малое Магелланово Облако — на расстоянии 190 тысяч лет. Это неправильные галактики, расположенные вблизи нашей, они выглядят фрагментарными и деформированными. У границ группы находится ряд обособленных, более мелких галактик. Самая большая из них — галактика Треугольника, или МЗЗ. Местная группа сама по себе — одно из множества скоплений галактик, составляющих сверхскопление Девы.
Считается, что через 3 миллиарда лет две вышеупомянутые крупные галактики- Млечный Путь и Андромеда столкнуться. Они сольются в одну большую галактику, возможно эллиптическую. Сейчас Млечный Путь и Андромеда приближаются друг к другу, двигаясь со скоростью 300 км/с относительно Солнца. Так как угловая скорость галактики Андромеды неизвестна, ученые не могут точно сказать, когда именно случиться это столкновение, и будет ли оно вообще. Возможно, галактики всего лишь приблизятся друг к другу.
Гипотеза о столкновении была выдвинута в 1959 году, однако лишь недавно благодаря компьютерному моделированию ученые смогли понять, как этот процесс будет выглядеть. Андромеда и Млечный Путь издалека напоминают галактики NGC 2207 и 1C 2163. Со временем они будут выглядеть подобно галактике Антенн, хотя и с некоторыми отличиями. Эти два скопления отдалялись бы друг от друга до тех пор, пока под действием силы взаимного притяжения не начали сближение и в конце концов не столкнулись бы. В результате образовалось бы скопление новых звезд и очень массивных черных дыр в центрах обеих галактик, которые в итоге слились бы в одну, образовав эллиптическую галактику. Эта новая галактика, которая, вероятно, образуется в будущем, получила название Милкомеда. С помощью математических моделей мы даже можем определить ее форму.
Столкновение Млечного Пути и Андромеды должно произойти через 3 млрд лет. К тому моменту содержание газа в этих галактиках будет невысоким, и в результате образуется не так много новых звезд, как можно было бы ожидать. Милкомеда станет гигантской эллиптической галактикой, однако плотность ее центра будет намного меньше обычной. Возможно, от Местной группы только и останутся Милкомеда и ее галактики-спутники. Вероятнее всего, что после столкновения наше Солнце окажется в галактическом гало Милкомеды. Через 3 млрд лет Солнце будет находиться в главной последовательности. Согласно моделям эволюции жизнь на Земле к тому времени исчезнет, так как Солнце будет светить намного ярче, чем сейчас.
По одной из теорий . Другая теория полагает, что наша Галактика находится на пути столкновения с Андромедой. В какой-то момент в течение следующих нескольких миллиардов лет они соберутся воедино с катастрофическими последствиями.
Некоторые звезды будут выброшены за пределы новой галактики, другие разрушены, так как столкнутся со сливающимися сверхмассивными черными дырами. Спиральные структуры Млечного Пути и Андромеды будут уничтожены и трансформированы в единую гигантскую эллиптическую галактику. Но как бы пугающе это не звучало, на самом деле этот процесс является естественной стадией эволюции галактик.
Пара сливающихся галактик на расстоянии 45-65 миллионов световых лет от Земли. Credit: Hubble / ESA
Галактики удерживаются вместе за счет взаимного притяжения и вращаются вокруг общего центра. Взаимодействие между галактиками является вполне распространенным явлением, особенно между гигантом и небольшой спутниковой галактикой. В какой-то момент спутник подходит слишком близко к гиганту и попадает в точку, где гравитация захватывает его и вовлекает в один из спиральных рукавов «убийцы».
В некоторых случаях траектория движения спутника может пересекаться с гигантской галактикой. При таком сценарии столкновение может привести к слиянию, при условии, что ни одна из них не имеет достаточного импульса, чтобы продолжить свое движение после столкновения.
Если одна из галактик гораздо больше, чем другие, то после встречи она останется практически без изменений и сохранит свою форму, в то время как меньшие галактики удалятся друг от друга и станут частью более крупной структуры. Ученые полагают, что Андромеда в своем прошлом поглотила как минимум одну галактику, а Млечный Путь в настоящий момент находится в процессе слияния с несколькими карликовыми галактиками (например, с Карликовой эллиптической галактикой в Стрельце).
Впрочем, слово «столкновение» не совсем уместно, так как чрезвычайно разреженное распределение материи в галактиках говорит нам о том, что столкновение между звездами или планетами крайне маловероятно.
В 1929 году Эдвин Хаббл представил данные наблюдений, которые показали, что далекие галактики движутся прочь от Млечного Пути. Это позволило ему вывести закон Хаббла, который гласит, что расстояние до галактик и их скорости могут быть определены путем измерения их красного смещения, то есть явления, при котором свет от объекта смещается в красную часть спектра при его удалении.
Однако, спектрографические измерения Андромеды показали, что ее свет смещен в сторону синей части спектра (фиолетовое смещение). Это указывает на то, что в отличие от большинства галактик, которые наблюдались с начала ХХ века, Андромеда движется к нам.
В 2012 году, основываясь на данных Хаббла (собранных в период с 2002 по 2010 год), исследователи определили, что столкновение Млечного Пути и Андромеды неминуемо. Фиолетовое смещение показало, что Андромеда движется к нам со скоростью примерно 110 километров в секунду.
Исходя из этого, вполне вероятно, что галактики столкнутся примерно через 4 миллиарда лет. Исследования также показали, что M33, третья по величине и яркости галактика в Местной группе, будет участвовать в этом мероприятии. По всей вероятности, M33 окажется на орбите структуры, образованной после слияния Млечного Пути и Андромеды, и в конечном итоге станет ее частью.
При столкновении галактик, большие из них поглощают более мелкие, разрывая их на части и забирая звезды. Но когда галактики схожи по размеру, как Млечный путь и Андромеда, слияние полностью ломает их спиральные структуры. В конечном итоге две группы звезд создадут гигантскую эллиптическую галактику.
Такое взаимодействие может спровоцировать небольшой всплеск звездообразования. Столкновение галактик формирует обширные водородные облака, которые могут вызывать ряд гравитационных коллапсов. Кроме этого, подобные слияния вызывают преждевременное старение галактик, так как большая часть газа превращается в звезды.
После всплеска звездорождения в галактиках заканчивается топливо. Самые молодые и горячие светила взрываются как сверхновые, и все, что остается, это старые, холодные красные звезды, живущее очень долго. Вот почему гигантские эллиптические галактики, результаты столкновений, содержат так много красных звезд и так мало активных областей звездообразования.
Вид с Земли этапов прогнозируемого слияния Млечного пути и Андромеды. Credit: NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas, and A. Mellinger
И хотя Андромеда содержит около 1 триллиона звезд, а Млечный Путь – около 300 миллиардов, шанс столкновения даже пары светил ничтожно мал из-за огромного расстояния между ними. Однако, обе галактики содержат сверхмассивные черные дыры, которые встретятся недалеко от центра новообразованной галактики.
Слияние черных дыр вызовет орбитальную энергию, переданную звездам, которые в последствии перенесут светила на более высокие орбиты в течение миллионов лет. Когда две черные дыры окажутся на расстоянии светового года друг от друга, они начнут излучать гравитационные волны.
Подхваченные комбинированной черной дырой газ может создать светящийся квазар или активное ядро в центре вновь образованной галактики. И наконец, последствие слияние черных дыр может «дать пинка» некоторым звездам, которые станут гиперзвуковыми изгоями, прихватившими с собой свои планеты.
В бескрайнем космическом пространстве различные по массе и объему небесные тела периодически сталкиваются друг с другом: астероиды и падают на планеты и спутники, одни поглощаются другими…
Но, оказывается, входят во взаимный контакт и галактики - гигантские небесные структуры, состоящие из многих десятков миллиардов звезд. Столкновение таких громадных космических объектов происходит, естественно, с высвобождением энергии и перемещения масс в количествах, не поддающихся даже самому богатому воображению.
Конечно же, столкновение галактик вовсе не подразумевает, что происходят массовые соударения отдельных звезд. И в принципе, ничего странного в этом нет, так как звезды находятся на громадном удалении друг от друга: по крайней мере эти расстояния в сотни миллионов раз превышают собственные диаметры светил.
А вот галактики, в отличие от звезд, размещены относительно друг от друга: промежутки между этими звездными скоплениями превосходят их размеры всего лишь в десятки и сотни раз.
Соответственно и столкновения галактик происходят значительно чаще, чем звезд. А поскольку у галактик может быть разная форма - спиральная, эллиптическая и неправильная, то их столкновения друг с другом происходят тоже по-разному. Они могут или пролетать на близком расстоянии одна от другой, или цепляться друг за друга, или даже фронтально соударяться.
В результате этих взаимодействий нередко существенно меняется и внешний вид звездных скоплений. При этом таким процессам подвергается около двух процентов галактик, расположенных на относительно небольшом от Земли расстоянии.
Так, в созвездии Ворона , на расстоянии в 63 миллиона световых лет от Земли, находится самая близкая к нашей планете пара сталкивающихся звездных скоплений NGC4038 и NGC4039, более известных как «Антенные» галактики. Связано такое название с тем, что к ним примыкают длинные, состоящие из газа и звезд, лентовидные образования, напоминающие две антенны.
Детальные исследования этих двух галактик выявили в них более тысячи возникших в недавнем прошлом шаровидных звездных скоплений, в каждом из которых - до миллиона солнц. При этом эти шаровидные образования довольно молоды: их возраст - около сотни миллионов лет. Образовались же они под влиянием приливных сил, появившихся в ходе сближения двух галактик.
Впрочем, следует указать, что силы тяготения во время столкновения звездных систем существенной роли не играют. Более важными являются гравитационные взаимодействия отдельных участков галактик: две близко расположенные области притягивают друг друга значительно сильнее, чем те, которые находятся на отдаленном расстоянии одна от другой.
В результате гравитации возникают приливные силы, растягивающие галактики в длину или же изгибающие их. Причем происходят подобные изменения в форме звездных островов даже тогда, когда они лишь проносятся на близком расстоянии друг от друга, не приходя в непосредственное соприкосновение.
А вот что произойдет с формой галактик при их столкновении, зависит как от геометрии удара, так и от скорости, с которой он совершается.
В процессе взаимодействия галактик меняется не только их форма, но и происходят разнообразные перемещения облаков . А это - огромный объем вещества: например, в спиральных системах его количество составляет до 20 процентов их видимой массы. Впоследствии, уплотняясь под воздействием приливных сил, эта облака формируют новые звезды. А поскольку процесс появления молодых небесных тел идет очень быстро, то и светимость галактик за немногие миллионы лет многократно увеличивается.
Таким образом, можно уверенно говорить, что космические столкновения не уничтожают обитателей неба, а, наоборот, способствуют появлению молодых звезд и галактик. То есть по сути, омолаживают космос.
С помощью современных средств наблюдения в «Антенных» галактиках ученые даже смогли увидеть детали появления звездных скоплений.
«Число шаровидных звездных скоплений, увиденных нами, было поразительным , - резюмировал полученные результаты американский астроном Брад Уитморе. - До сих пор мы думали, что шаровые скопления как в нашей, так и в других галактиках, состоят из старых звезд. Оказывается, не всегда так. Понимание такого факта должно изменить нашу точку зрения на поздние фазы развития звезд, а также повлиять на определение времени различных небесных событий».
Основываясь на полученных данных, ученые могут делать важный для астрономии вывод, что столкновения галактик - один из значимых факторов в жизни космоса. При этом в прошлом взаимодействующих галактик было гораздо больше, чем в настоящее время. И связано это, вероятнее всего, с тем, что раньше сама Вселенная была гораздо меньше, а значит, звезды находились на более близких расстояниях одна от другой. Следовательно, они и ударялись или соприкасались намного чаще.
Кстати, изучая результаты взаимодействия звездных систем, ученые установили, что удаленные от нас на миллиарды световых лет галактические скопления составлены преимущественно из спиральных галактик, которые, вероятно, являются самыми древними во Вселенной. А вот скопления, расположенные на меньшем от нас удалении, представлены в основном эллиптическими галактиками. Причем некоторые из них являются космическими гигантами. А стали они таковыми скорее всего потому, что в ходе своего развития за миллиарды лет «проглотили» дюжины других галактик.
Но не только о прошлом могут рассказать следы, оставленные на «теле» галактик во время былых соударений. Так, «Антенные» галактики могут помочь заглянуть в далекое будущее: например, «показать», что может случиться в отдаленной перспективе с .
Сейчас навстречу друг другу несутся два громадных звездных острова: наша звездная система и туманность Андромеды . В настоящее время их разделяет, казалось бы, невероятно большое расстояние в 2,9 миллиона световых лет. Но и скорость их сближения тоже огромна - 300 километров в секунду.
В конце концов через три миллиарда лет эти две системы, вероятнее всего, окажутся рядом друг с другом. А вот о том, что произойдет в результате этого сближения, можно только гадать. Возможно, последует сильнейшее столкновение, а возможно, галактики пролетят рядом друг с другом.
Но даже если галактики не столкнутся, а всего лишь разминутся на близком расстоянии, взаимное притяжение заставит их изменить свои траектории. Есть также вероятность, что затем они сольются и дадут жизнь новой эллиптической системе.
А произойдет это тогда, когда наше Солнце превратится в умирающую звезду. Но в это время на небосводе над мертвой Землей будут уже гореть яркие огни светил во вновь рожденных звездных шаровых скоплениях.
Скриншот из приложения
Космос, бескрайний и величественный космос… Как много загадок таятся в его глубинах? Наверно, человек никогда не разгадает и половины из них. Наша Солнечная Система – это всего лишь частичка в бесконечном числе звездных скоплений – Галактик, колыбелей звезд и планетарных систем. Они неспешно плывут по бескрайним просторам Вселенной. Иногда случается, что пути Галактик пересекаются. Тогда происходят столкновения по-настоящему грандиозных масштабов.
При столкновении Галактик происходят выбросы энергии такой силы, что это слабо поддается осмыслению. В результате подобных событий слившиеся в одно Галактики начинают светиться с еще большей силой.
Столкновение галактик – процесс невероятно долгий, учитывая размеры этих космических объектов. Он может занимать миллионы и даже миллиарды лет. Естественно, ученым никогда не удастся наблюдать за процессом от начала до конца. Поэтому на помощь астрономам приходит вычислительная техника. Современные компьютеры позволяют воссоздать процесс, ускоренный в тысячи и тысячи раз.
Интерактивное 3D столкновение двух галактик позволяет взглянуть на процесс столкновения каждому из нас.
Можно наблюдать, как сталкиваются две Галактики. При этом гравитация притягивает их ядра, которыми чаще всего являются черные дыры, и они начинают свой космический танец. При этом часть звездных систем выбрасывается за пределы области и они начинают свой одинокий путь по просторам космоса. В программе звездные системы представлены цветными точками.
Для навигации в программе используется мышь. Движением ее в окне приложения осуществляется смена ракурса, а вращение колесика позволяет изменять масштаб. Нажатие кнопки мыши приводит к сбросу моделирования. Процесс начинается заново.
Эта небольшая программа заставляет задуматься, а что же будет с нашим миром, когда через три миллиарда лет пересекутся Млечный Путь и Туманность Андромеды, спешащие навстречу друг другу? Окажемся ли мы на задворках Вселенной одинокой блуждающей Солнечной Системой? Или наше небо озарится новыми звездами? И будут ли вообще к тому времени люди на нашей Земле, которые застанут это?
