Směrem k naší Mléčné dráze rychlostí 120 km/s. Projekty kolizí galaxií již byly vypracovány.
Galaxie Mléčná dráha je naše vlast. Je obrovský, krásný: lze ho vidět pouhým okem na jasné noční obloze. Představuje se ve formě bílého pruhu, který se táhne po celé obloze.
Podle nejnovějších údajů je průměr naší galaxie asi 130 000 světelných let. Obsahuje asi tři sta miliard planet, hvězd a dalších nebeských těles. Naše sluneční soustava se nachází 28 tisíc světelných let od středu galaxie, na spirálovité koncentraci plynu a prachu – Orion Arm.
Naše galaxie má supers - malé galaxie obíhající kolem obra na jeho vlastní oběžné dráze, nezávisle na ostatních částech Mléčné dráhy. Podle pozorování za miliardy let Mléčná dráha pohltí malé galaxie Velká a Malá Magellanova mračna a po nějaké době bude pohlcena i samotná Andromeda.
Vědci potvrdili, že dojde ke kolizi mezi galaxiemi Andromeda a Mléčná dráha. Jedná se o dva největší systémy, které se nacházejí ve vzdálenosti asi 2,5 milionu světelných let od sebe. Galaxie Andromeda se nachází ve stejnojmenném souhvězdí. Dá se považovat za velkého bratra Mléčné dráhy.
Andromeda obsahuje bilion hvězd (v Mléčné dráze je asi tři sta miliard), průměr galaxie je asi 200 000 světelných let a ten náš je poloviční.
Někteří vědci tvrdí, že naše galaxie a Andromeda jsou si velmi podobné. Jak Mléčná dráha, tak Andromeda jsou schopny sjednotit další menší galaxie, ale jak se vesmír rozpíná, galaxie se od sebe vzdalují. Ale tito dva obři se pohybují proti sobě. Rychlost pohybu je podle různých odhadů od 120 do 200 kilometrů za sekundu. V důsledku toho vědci dospěli k závěru, že dojde ke srážce galaxií. Tato událost se stane za několik miliard let.
Srážku galaxií ukazuje video z televizního studia Roskosmos. Vesmírní obři by se podle vědců měli spojit v jediný celek. Pokud v době, kdy se galaxie srazí, bude Země obydlena lidmi, budou moci tuto událost cítit a vidět. Podle vědců může být sluneční soustava vyvržena dále z našeho ramene Mléčné dráhy. Planeta proletí změtí hvězd, komet a prachu.
Pokud náhle dojde ke srážce galaxií Mléčná dráha a Andromeda, bude to mít za následek nevyhnutelnou smrt mnoha vesmírných těles: řada hvězd bude zcela zničena, některé budou vyvrženy z galaxií, některé budou pohlceny černými dírami. .
Spirální struktura objektů bude zcela narušena a na jejich místě se objeví nová, obří eliptická galaxie. Tento proces je normou pro vývoj galaxií. Vědci už léta vědí, že se objekty k sobě přibližují. Teprve teď ale udělali simulaci srážky dvou galaxií.
Ve vesmíru jsou galaxie, které jsou na oběžné dráze se společným těžištěm. Takové systémy mají centrální obří galaxii a několik satelitních objektů. Pokud se během evoluce pohyb menších galaxií na oběžné dráze neshoduje, začnou se všechny otáčet kolem tohoto středu. Pokud je oběžná dráha galaxií stejná, pak se spojí do jednoho velkého systému, zatímco menší objekt se roztrhne. Astronomové takové srážky často pozorují. Předpokládá se, že Andromeda se v dávné minulosti také srazila s menší galaxií. Náš systém také absorboval malé galaxie.
K největší srážce galaxií v dohledné době nedojde. A není úplně správné nazývat tuto událost kolizí. Termín „sjednocení“ je pro tuto událost vhodnější. Protože galaxie obsahují slabá mezihvězdná média, je nepravděpodobné, že by se planety a hvězdy vzájemně srazily. Oba obři se spojí a budou se navzájem překrývat.
Jak již bylo zmíněno, vědci již dlouho věděli o přiblížení dvou obřích galaxií. Až do určité doby nemohli astronomové s jistotou říci, zda dojde k silné srážce galaxií nebo zda se rozptýlí, dokud nevytvořili matematický model.
V této fázi existuje možnost radiální změny rychlosti Andromedy vzhledem k Mléčné dráze jejím měřením pomocí Dopplerova posunu spektrálních čar od hvězd galaxie, ale nebude možné měřit příčnou rychlost. . Astronomům se zatím podařilo určit přibližnou rychlost pohybu galaxií. Podle některých předpokladů se svatozář určitě srazí, ale samotné disky se nemusí dotýkat. Jiní vědci ve světě však uvažují úplně jinak.
Během konvergence galaxií budou jejich jádra kroužit kolem sebe. Během této události se hvězdné disky rozptýlí po stranách jader. Simulace tohoto přístupu ukázaly, že k události dojde přibližně dvě miliardy světelných let daleko.
Během exploze bude naše sluneční soustava vyvržena z nové galaxie asi o třicet tisíc světelných let. Existuje šance, že se bude pohybovat dále od středu galaxií, ale tato šance je extrémně nízká – asi 0,1 %.
Během simulace měli astronomové možnost určit pravděpodobnost srážky mezi naší galaxií a jinými systémy. V důsledku pozorování se ukázalo, že Mléčná dráha se může srazit s M33 (pravděpodobnost - 9 %).
Andromeda obsahuje asi miliardu různých nebeských těles: planety a hvězdy, zatímco Mléčná dráha obsahuje jen několik set miliard. Srážky Země a Slunce s jinými planetami a hvězdami jsou podle astronomů nepravděpodobnou událostí. S největší pravděpodobností budou všechna nebeská tělesa vyvržena tlakovou vlnou, když se černé díry galaxií spojí.
Po této události se na pozemské obloze zatřpytí další souhvězdí a možná se k nim připojí i další satelit.
Když se galaxie spojí, hvězdy se obvykle nesrazí, protože vzdálenost mezi nimi je příliš velká. Mezi nimi je však plyn, který se může zahřát a způsobit zrod nových hvězd. Prach a plyn mohou být absorbovány existujícími hvězdami, což způsobí, že se změní jejich hmotnost a velikost a vytvoří supernovy.
Dokud se k sobě dva obří objekty nedostanou, bude v jejich pažích jen málo plynu: během pohybu se všechny plynné hmoty promění ve hvězdy nebo se usadí na starých tělesech. K žádné obří explozi tedy nedojde, ale ani nebude plynulá.
Přiblížení Andromedy k Mléčné dráze si poprvé všiml v roce 1920 Edwin Hubble. Zhodnotil vycházející spektrografické světlo z Andromedy a učinil senzační objev: galaxie se k nám pohybovala.
V roce 2012 vědci provedli hrubé odhady rychlosti přiblížení. Získaná data umožnila vypočítat datum srážky titánů.
Není to tak dávno, co vědci vytvořili model budoucí kolize. Thomas Cox a Abraham Loeb postavili matematický model, který umožnil určit proces srážky a vidět osud naší přirozené sluneční soustavy, Země.
→Jak je známo, galaxie se spojují do kup. Skupina galaxií, která zahrnuje například Mléčnou dráhu, se nazývá Místní skupina a zahrnuje asi 30 galaxií. Dvěma největšími z nich jsou výše zmíněná Mléčná dráha a galaxie v Andromedě neboli M31. Tyto dvě a další galaxie obíhají kolem středu hmoty Místní skupiny. Šířka disku Mléčné dráhy je přibližně 100 tisíc světelných let. Dvě satelitní galaxie Mléčné dráhy lze spatřit pouhým okem z jižní polokoule – jedná se o Velký a Malý Magellanův oblak, pojmenované po portugalském cestovateli Ferdinandu Magellanovi ze 16. století, který byl prvním obyvatelem severní polokoule, který viděl je na hvězdném nebi. Tyto galaxie se jeví jako dvě jasné rozmazané skvrny, ale jsou tvořeny miliardami hvězd. Velké Magellanovo mračno se nachází ve vzdálenosti 170 tisíc světelných let od nás, Malé Magellanovo mračno je ve vzdálenosti 190 tisíc let. Jsou to nepravidelné galaxie umístěné poblíž té naší, vypadají roztříštěně a zdeformované. Na hranicích skupiny se nachází řada izolovaných menších galaxií. Největší z nich je Galaxie Triangulum neboli TGG. Samotná Místní skupina je jednou z mnoha kup galaxií, které tvoří Superkupu v Panně.
Předpokládá se, že za 3 miliardy let se dvě výše zmíněné velké galaxie, Mléčná dráha a Andromeda, srazí. Spojí se do jedné velké galaxie, možná eliptické. Mléčná dráha a Andromeda se nyní k sobě přibližují a pohybují se rychlostí 300 km/s vzhledem ke Slunci. Vzhledem k tomu, že úhlová rychlost galaxie v Andromedě není známa, vědci nemohou přesně říci, kdy k této srážce dojde nebo zda k ní vůbec dojde. Možná se galaxie jen přiblíží k sobě.
Kolizní hypotéza byla předložena v roce 1959, ale teprve nedávno byli vědci díky počítačovému modelování schopni pochopit, jak bude tento proces vypadat. Andromeda a Mléčná dráha z dálky připomínají galaxie NGC 2207 a 1C 2163. Postupem času budou vypadat podobně jako galaxie Antennae, i když s určitými rozdíly. Tyto dvě shluky by se od sebe vzdalovaly, dokud by se pod vlivem síly vzájemné přitažlivosti nezačaly přibližovat a nakonec se srazit. Výsledkem by byl shluk nových hvězd a velmi hmotných černých děr v centrech obou galaxií, které by se nakonec spojily v jednu a vytvořily eliptickou galaxii. Tato nová galaxie, která se pravděpodobně v budoucnu vytvoří, byla pojmenována Milkomeda. Pomocí matematických modelů můžeme určit i jeho tvar.
Ke srážce Mléčné dráhy a Andromedy by mělo dojít za 3 miliardy let. Do té doby bude obsah plynu v těchto galaxiích nízký a v důsledku toho nevznikne tolik nových hvězd, jak by se dalo očekávat. Milkomeda se stane obří eliptickou galaxií, ale hustota jejího středu bude mnohem menší než obvykle. Z Místní skupiny zůstane snad jen Milcomeda a její satelitní galaxie. S největší pravděpodobností naše Slunce po srážce skončí v galaktickém halo Milkomeda. Za 3 miliardy let bude Slunce v hlavní posloupnosti. Podle evolučních modelů život na Zemi do té doby zmizí, protože Slunce bude svítit mnohem jasněji než nyní.
Podle jedné teorie. Další teorie naznačuje, že naše Galaxie je na kolizním kurzu s Andromedou. V určitém okamžiku během několika příštích miliard let se sejdou s katastrofickými následky.
Některé hvězdy budou vyvrženy z nové galaxie, jiné budou zničeny, když se srazí se sloučením supermasivních černých děr. Spirální struktury Mléčné dráhy a Andromedy budou zničeny a přeměněny na jedinou obří eliptickou galaxii. Ale bez ohledu na to, jak děsivě to může znít, tento proces je ve skutečnosti přirozenou fází vývoje galaxií.
Dvojice splývajících galaxií ve vzdálenosti 45-65 milionů světelných let od Země. Kredit: Hubble/ESA
Galaxie jsou drženy pohromadě vzájemnou přitažlivostí a rotují kolem společného středu. Interakce mezi galaxiemi jsou zcela běžné, zejména mezi obří a malou satelitní galaxií. V určitém okamžiku se satelit dostane příliš blízko k obrovi a narazí na bod, kde jej gravitace uchopí a vtáhne do jednoho ze „vražedných“ spirálních ramen.
V některých případech se trajektorie satelitu může protnout s obří galaxií. V takovém scénáři by kolize mohla vést ke sloučení za předpokladu, že ani jeden z nich nebude mít dostatečnou hybnost, aby se po srážce mohl dále pohybovat.
Pokud je jedna z galaxií mnohem větší než ostatní, pak po setkání zůstane prakticky nezměněna a zachová si svůj tvar, zatímco menší galaxie se od sebe vzdalují a stávají se součástí větší struktury. Vědci se domnívají, že Andromeda ve své minulosti pohltila alespoň jednu galaxii a Mléčná dráha je v současné době v procesu slučování s několika trpasličími galaxiemi (jako je trpasličí eliptická galaxie Sagittarius).
Slovo „kolize“ však není zcela vhodné, protože extrémně řídké rozložení hmoty v galaxiích nám říká, že srážka mezi hvězdami nebo planetami je extrémně nepravděpodobná.
V roce 1929 předložil Edwin Hubble pozorovací data, která ukázala, že se vzdálené galaxie vzdalují od Mléčné dráhy. To mu umožnilo odvodit Hubbleův zákon, který říká, že vzdálenost ke galaxiím a jejich rychlosti lze určit měřením jejich rudého posuvu, což je jev, při kterém se světlo z objektu při vzdalování mění rudým posuvem.
Spektrografická měření Andromedy však ukázala, že její světlo je posunuto směrem k modré části spektra (fialový posun). To naznačuje, že na rozdíl od většiny galaxií, které byly pozorovány od začátku 20. století, se Andromeda pohybuje směrem k nám.
V roce 2012 na základě dat z HST (shromážděných v letech 2002 až 2010) vědci zjistili, že hrozí kolize mezi Mléčnou dráhou a Andromedou. Fialový posun ukázal, že se Andromeda pohybuje směrem k nám rychlostí přibližně 110 kilometrů za sekundu.
Na základě toho je pravděpodobné, že se galaxie srazí zhruba za 4 miliardy let. Výzkum také ukázal, že M33, třetí největší a nejjasnější galaxie v Místní skupině, se akce zúčastní. S největší pravděpodobností bude M33 obíhat strukturu vzniklou po sloučení Mléčné dráhy a Andromedy a nakonec se stane její součástí.
Když se galaxie srazí, větší pohltí menší, roztrhají je a odnesou hvězdy. Ale když jsou galaxie podobné velikosti, jako je Mléčná dráha a Andromeda, spojení zcela rozbije jejich spirální struktury. Nakonec tyto dvě skupiny hvězd vytvoří obří eliptickou galaxii.
Tato interakce by mohla vyvolat malý výbuch hvězdné formace. Kolidující galaxie tvoří rozsáhlá vodíková mračna, která mohou způsobit sérii gravitačních kolapsů. Navíc taková slučování způsobují předčasné stárnutí galaxií, protože většina plynu se mění na hvězdy.
Po výbuchu zrození hvězdy dojde galaxiím palivo. Nejmladší a nejžhavější hvězdy explodují jako supernovy a vše, co zůstane, jsou staré, chladné, červené hvězdy, které žijí velmi dlouho. To je důvod, proč obří eliptické galaxie, které jsou výsledkem srážek, obsahují tolik červených hvězd a tak málo aktivních oblastí tvorby hvězd.
Pohled ze Země na fáze předpokládaného sloučení Mléčné dráhy a Andromedy. Kredit: NASA; ESA; Z. Levay a R. van der Marel, STScI; T. Hallas a A. Mellinger
A přestože Andromeda obsahuje asi 1 bilion hvězd a Mléčná dráha - asi 300 miliard, šance, že se srazí byť jen dvojice hvězd, je vzhledem k obrovské vzdálenosti mezi nimi zanedbatelná. Obě galaxie však obsahují supermasivní černé díry, které se setkají poblíž středu nově vzniklé galaxie.
Sloučení černých děr způsobí přenos orbitální energie na hvězdy, které pak vynesou hvězdy na vyšší oběžnou dráhu po miliony let. Když jsou dvě černé díry od sebe ve světelném roce, začnou vysílat gravitační vlny.
Plyn zachycený kombinovanou černou dírou by mohl vytvořit zářící kvasar nebo aktivní jádro ve středu nově vzniklé galaxie. A konečně, důsledek sloučení černých děr může „nakopnout“ některé hvězdy, které se stanou hypersonickými darebáky a vezmou si s sebou své planety.
V rozsáhlém kosmickém prostoru se nebeská tělesa různé hmotnosti a objemu periodicky vzájemně srážejí: asteroidy dopadají na planety a satelity, některé jsou absorbovány jinými...
Ukazuje se ale, že se dostanou do vzájemného kontaktu a galaxií- obří nebeské struktury skládající se z mnoha desítek miliard hvězd. Ke srážce tak obrovských kosmických objektů dochází přirozeně s uvolněním energie a pohybem mas v množství přesahujícím i tu nejbohatší představivost.
Galaktická srážka samozřejmě neznamená, že dochází k masivním srážkám jednotlivých hvězd. A v zásadě na tom není nic divného, protože hvězdy jsou od sebe v obrovské vzdálenosti: přinejmenším tyto vzdálenosti jsou stovky milionůkrát větší než vlastní průměry hvězd.
Ale galaxie, na rozdíl od hvězd, jsou umístěny vůči sobě navzájem: mezery mezi těmito hvězdokupami jsou jen desítky a stokrát větší, než je jejich velikost.
V souladu s tím ke srážkám galaxií dochází mnohem častěji než hvězd. A jelikož galaxie mohou mít různé tvary – spirální, eliptické i nepravidelné, dochází také k jejich vzájemným srážkám různým způsobem. Mohou buď letět blízko sebe, nebo se k sobě držet, nebo se dokonce čelně srazit.
V důsledku těchto interakcí se vzhled hvězdokup často výrazně mění. Takovým procesům přitom podléhají asi dvě procenta galaxií nacházejících se v relativně krátké vzdálenosti od Země.
Tak, v souhvězdí Havrana, 63 milionů světelných let od Země, je nejbližší pár srážkových hvězdokup k naší planetě, NGC4038 a NGC4039, známější jako galaxie Antennae. Tento název je způsoben tím, že sousedí s dlouhými, stuhovitými útvary skládajícími se z plynu a hvězd, připomínajících dvě antény.
Podrobné studie těchto dvou galaxií odhalily více než tisíc kulových hvězdokup, které vznikly v nedávné minulosti, z nichž každá obsahuje až milion sluncí. Navíc jsou tyto kulovité útvary poměrně mladé: jejich stáří je asi sto milionů let. Vznikly pod vlivem slapových sil, které se objevily během konvergence dvou galaxií.
Je však třeba zdůraznit, že gravitační síly nehrají při srážce hvězdných systémů významnou roli. Důležitější jsou gravitační interakce jednotlivých oblastí galaxií: dvě blízko umístěné oblasti se navzájem přitahují mnohem silněji než ty, které jsou od sebe ve velké vzdálenosti.
V důsledku gravitace vznikají slapové síly, které protahují galaxie do délky nebo je ohýbají. Navíc k podobným změnám ve tvaru hvězdných ostrůvků dochází, i když létají jen v těsné blízkosti od sebe, aniž by se dostaly do přímého kontaktu.
Ale co se stane s tvarem galaxií, když se srazí, závisí jak na geometrii dopadu, tak na rychlosti, s jakou k němu dojde.
Při interakci galaxií dochází nejen ke změnám jejich tvaru, ale také k různým pohybům mraků. A to je obrovský objem hmoty: například ve spirálních systémech její množství tvoří až 20 procent jejich viditelné hmoty. Následně, zhuštěním pod vlivem slapových sil, tvoří tyto mraky nové hvězdy. A protože proces vzniku mladých nebeských těles probíhá velmi rychle, svítivost galaxií se během několika milionů let mnohonásobně zvýší.
Můžeme tedy s jistotou říci, že kosmické srážky neničí obyvatele oblohy, ale naopak přispívají ke vzniku mladých hvězd a galaxií. To znamená, že v podstatě omlazují prostor.
S pomocí moderních pozorovacích nástrojů v galaxiích Antenna byli vědci dokonce schopni vidět detaily vzhledu hvězdokup.
„Počet kulových hvězdokup, které jsme viděli, byl úžasný, - Americký astronom Brad Whitmore shrnul výsledky. - Doposud jsme si mysleli, že kulové hvězdokupy v našich i jiných galaxiích se skládají ze starých hvězd. Ukazuje se, že tomu tak není vždy. Pochopení této skutečnosti by mělo změnit náš pohled na pozdější fáze vývoje hvězd a také ovlivnit načasování různých nebeských událostí.“
Na základě získaných dat mohou vědci vyvodit pro astronomii důležitý závěr, že srážky galaxií jsou jedním z významných faktorů života ve vesmíru. Navíc v minulosti existovalo mnohem více interagujících galaxií než v současnosti. A to je s největší pravděpodobností způsobeno skutečností, že dříve byl samotný vesmír mnohem menší, což znamená, že hvězdy byly od sebe v menší vzdálenosti. V důsledku toho se mnohem častěji trefili nebo dotýkali.
Mimochodem, studiem výsledků interakce hvězdných systémů vědci zjistili, že kupy galaxií vzdálené miliardy světelných let od nás se skládají především ze spirálních galaxií, které jsou pravděpodobně nejstarší ve vesmíru. Ale kupy umístěné v menší vzdálenosti od nás jsou reprezentovány především eliptickými galaxiemi. Někteří z nich jsou navíc vesmírní obři. A s největší pravděpodobností se takovými staly proto, že v průběhu miliard let svého vývoje „pohltily“ desítky dalších galaxií.
Ale stopy zanechané na „těle“ galaxií během minulých kolizí mohou vypovídat nejen o minulosti. „Anténové“ galaxie tak mohou pomoci nahlédnout do vzdálené budoucnosti: například „ukázat“, co se může stát ve vzdálené budoucnosti.
Nyní se k sobě řítí dva obrovské hvězdné ostrovy: náš hvězdný systém a Mlhovina v Andromedě. V současnosti je od sebe dělí zdánlivě nemožně velká vzdálenost 2,9 milionu světelných let. Ale rychlost jejich přiblížení je také obrovská – 300 kilometrů za vteřinu.
Nakonec za tři miliardy let tyto dva systémy s největší pravděpodobností skončí vedle sebe. Co se ale stane v důsledku tohoto sblížení, lze jen hádat. Možná bude následovat prudká srážka nebo možná galaxie poletí blízko sebe.
Ale i když se galaxie nesrazí, ale jen se míjejí na blízko, vzájemná přitažlivost je donutí změnit své trajektorie. Existuje také možnost, že se pak spojí a zrodí nový eliptický systém.
A to se stane, když se naše Slunce promění v umírající hvězdu. Ale v tuto chvíli na obloze nad mrtvou Zemí již budou hořet jasná světla svítidel v nově zrozených kulových hvězdokupách.
Snímek obrazovky z aplikace
Vesmír, nekonečný a majestátní prostor... Kolik záhad se skrývá v jeho hlubinách? Asi ani polovinu z nich člověk nikdy nevyřeší. Naše sluneční soustava je jen částice v nekonečném počtu hvězdokup – galaxií, kolébek hvězd a planetárních soustav. Pomalu plují přes nekonečné rozlohy Vesmíru. Občas se stane, že se cesty galaxií zkříží. Pak dochází ke střetům vskutku grandiózních rozměrů.
Když se galaxie srazí, emise energie jsou tak silné, že je těžké to pochopit. V důsledku takových událostí začnou Galaxie, které se spojily v jednu, zářit s ještě větší intenzitou.
Srážka galaxií je vzhledem k velikosti těchto vesmírných objektů neuvěřitelně dlouhý proces. Může to trvat miliony nebo dokonce miliardy let. Vědci přirozeně nikdy nebudou schopni pozorovat proces od začátku do konce. Astronomům proto přichází na pomoc výpočetní technika. Moderní počítače umožňují znovu vytvořit proces, tisíckrát a tisíckrát zrychlený.
Interaktivní 3D srážka dvou galaxií umožňuje každému z nás podívat se na proces srážky.
Můžete sledovat srážku dvou galaxií. Gravitace zároveň přitahuje jejich jádra, kterými jsou nejčastěji černé díry, a zahajují svůj vesmírný tanec. Ve stejnou dobu jsou některé hvězdné systémy vyhozeny z oblasti a začínají svou osamělou cestu rozlehlým vesmírem. Hvězdné systémy jsou v programu znázorněny barevnými tečkami.
K navigaci v programu se používá myš. Pohybem v okně aplikace se mění úhel a otáčením kolečka můžete měnit měřítko. Kliknutím na tlačítko myši se simulace resetuje. Proces začíná znovu.
Tento malý program vás nutí přemýšlet, co se stane s naším světem, až se za tři miliardy let Mléčná dráha a mlhovina v Andromedě zkříží a spěchají k sobě? Skončíme na okraji Vesmíru jako osamělá putující Sluneční soustava? Nebo se naše obloha rozzáří novými hvězdami? A najdou se do té doby na naší Zemi vůbec lidé, kteří si toho všimnou?
