Годы астрономы предсказывали Млечному Пути драматичную судьбу: лобовое столкновение с Андромедой, нашим ближайшим крупным галактическим соседом. Это слияние, которое ожидалось примерно через 5 миллиардов лет, стало неотъемлемой частью астрономических документальных фильмов, учебников и научно-популярных статей.
Но в нашем новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy под руководством Тилля Савала из Хельсинкского университета, мы обнаружили, что будущее Млечного Пути может быть не таким определённым, как предполагалось ранее.
Тщательно учитывая неопределённости в существующих измерениях и включая гравитационное влияние других близлежащих галактик, мы выяснили, что вероятность слияния Млечного Пути и Андромеды в ближайшие 10 миллиардов лет составляет всего около 50%.
Идея о том, что Млечный Путь и Андромеда находятся на пути столкновения, уходит корнями более чем на столетие. Астрономы обнаружили, что Андромеда движется к нам, измерив её лучевую скорость — движение вдоль линии нашего зрения — используя небольшое изменение цвета её света, называемое доплеровским сдвигом.
Однако галактики также дрейфуют в сторону по небу, движение, известное как собственное движение или поперечная скорость. Это боковое движение невероятно трудно обнаружить, особенно для галактик, находящихся в миллионах световых лет от нас.
Ранее исследования часто предполагали, что поперечное движение Андромеды невелико, что делало будущее лобовое столкновение почти неизбежным.
Наше исследование не имело новых данных. Вместо этого мы по-новому взглянули на существующие наблюдения с космического телескопа Хаббла и в рамках миссии Gaia.
В отличие от более ранних исследований, наша работа учитывает неопределённость в этих измерениях, а не предполагает их наиболее вероятные значения. Мы смоделировали тысячи возможных траекторий для Млечного Пути и Андромеды, слегка варьируя предполагаемые начальные условия — такие как скорость и положение двух галактик — каждый раз.
Когда мы начали с тех же предположений, что и более ранние исследования, мы получили те же результаты. Однако мы также смогли изучить более широкий спектр возможностей.
Мы также включили две дополнительные галактики, которые влияют на будущие пути Млечного Пути и Андромеды: Большое Магелланово Облако, массивную галактику-спутник, которая в настоящее время падает в Млечный Путь, и M33, также известную как галактика Треугольника, которая вращается вокруг Андромеды.
Эти галактики-компаньоны оказывают гравитационное воздействие, которое меняет движение их хозяев. M33 подталкивает Андромеду немного ближе к Млечному Пути, увеличивая вероятность слияния. Тем временем Большое Магелланово Облако смещает движение Млечного Пути в сторону от Андромеды, снижая вероятность столкновения.
Принимая всё это во внимание, мы обнаружили, что примерно в половине смоделированных сценариев Млечный Путь и Андромеда вообще не сливаются в течение следующих 10 миллиардов лет.
Даже если слияние произойдёт, оно вряд ли будет катастрофическим для Земли. Звёзды в галактиках разделены огромными расстояниями, поэтому прямые столкновения редки.
Но со временем галактики объединятся под действием гравитации, образовав единую, более крупную галактику — вероятно, эллиптическую, а не спиральную, как мы видим сегодня.
Если галактики не сольются, они могут перейти на длинную медленную орбиту вокруг друг друга — близкие спутники, которые никогда не столкнутся. Это более мягкий исход, но он всё равно меняет наше представление о далёком будущем Млечного Пути.
Самая большая неопределённость, которая остаётся, — это поперечная скорость Андромеды. Даже небольшие изменения в этом боковом движении могут означать разницу между слиянием и близким промахом. Будущие измерения помогут уточнить это значение и приблизить нас к более чёткому ответу.
У нас пока нет окончательного ответа о будущем нашей галактики. Но изучение этих возможностей показывает, как много мы всё ещё узнаём о Вселенной — даже рядом с домом.
Предоставлено The Conversation