Столкновение Млечного Пути и Андромеды отменяется? Новое исследование астрономов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Вопрос о будущем столкновении Млечного Пути и Андромеды, волнующий астрономов уже не одно десятилетие, обрел неожиданную интригу. Долгое время считалось, что две эти гигантские спиральные галактики, неразрывно связанные гравитацией, движутся навстречу друг другу и их столкновение неизбежно. Предполагалось, что это грандиозное событие, ожидаемое через 5 миллиардов лет, приведет к рождению новой эллиптической галактики, возникшей из слияния двух космических гигантов. Однако недавние исследования, основанные на данных, полученных с космических телескопов Gaia и Hubble, а также на уточненных оценках масс галактик, ставят под сомнение этот устоявшийся сценарий.


Ключевым моментом, который ранее не учитывался в полной мере, является влияние других массивных галактик Местной Группы — галактики Треугольника (M33) и Большого Магелланова Облака (БМО). Их гравитационное воздействие на Млечный Путь и Андромеду оказалось значительно сильнее, чем предполагалось ранее, и, что особенно важно, приводит к неоднозначным, порой противоположным, эффектам. Так, включение M33 в расчеты, проведенные с помощью метода Монте-Карло, увеличивает вероятность столкновения двух гигантов. M33, находящаяся в гравитационном взаимодействии с Андромедой, ускоряет ее движение, приближая момент сближения с Млечным Путем.

Слияние Галактик, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Однако, БМО, двигающееся перпендикулярно плоскости орбиты Млечного Пути и Андромеды, вносит свои коррективы в этот космический танец. Оказывается, БМО оказывает существенное влияние на поперечную скорость Млечного Пути относительно Андромеды, замедляя ее движение. Таким образом, БМО, в отличие от M33, снижает вероятность столкновения.

Для получения наиболее полной картины эволюции Местной Группы на ближайшие 10 миллиардов лет, исследователи использовали метод Монте-Карло. Этот метод позволил учесть все возможные сценарии, варьируя параметры модели в пределах их погрешностей. Важно отметить, что в предыдущих исследованиях погрешности в измерениях текущих координат, скоростей и масс галактик не учитывались, что, как показал новый анализ, привело к неверным выводам.

Расстояние между MW и M31, используя собственные движения HST+Gaia DR2 для M31. Сплошные и пунктирные белые линии обозначают орбиты с наиболее вероятными значениями, полученными с помощью собственных движений Gaia DR3 или HST+Gaia DR2proper motions. Белые маркеры обозначают слияния MW-M31, проценты указывают на долю орбит, слившихся в течение 10 Гр. Скорость слияния несколько ниже во всех случаях по сравнению с фидуциальной моделью, использующей более точные собственные движения Gaia DR3, но результаты качественно схожи
Автор: Till Sawala, Jehanne Delhomelle, Alis J. Deason, Carlos S. Frenk, Peter H. Johansson, Atte Keitaanranta, Alexander Rawlings, Ruby Wright; arXiv:2408.00064 [astro-ph.GA]; CC-BY 4.0 Источник: arxiv.org

Результаты, полученные с учетом всех неопределенностей, оказались весьма неожиданными. Вероятность столкновения Млечного Пути и Андромеды в течение следующих 10 миллиардов лет составила всего около 50%. Это означает, что существует почти равная вероятность того, что слияния не произойдет. В этом случае, две галактики продолжат свой космический танец, постепенно удаляясь друг от друга, так как их гравитационные силы не смогут преодолеть инерцию движения.

Эффект гравитационного смягчения. Орбиты MW-M31 и расстояние между MW и M31 в системе из четырех тел MW-M31-M33-LMC для различных длин смягчения. Слева направо показаны результаты с длиной смягчения 10 кпк, 20 кпк (наше значение по умолчанию) и 30 кпк. Слишком малая длина смягчения может привести к нереально сильным ударам при близких столкновениях, а слишком большая длина смягчения ослабляет общее гравитационное притяжение. Однако на долю слияний выбор длины смягчения в этом диапазоне существенно не влияет
Автор: Till Sawala, Jehanne Delhomelle, Alis J. Deason, Carlos S. Frenk, Peter H. Johansson, Atte Keitaanranta, Alexander Rawlings, Ruby Wright; arXiv:2408.00064 [astro-ph.GA]; CC-BY 4.0 Источник: arxiv.org

Необходимо подчеркнуть, что полученные результаты основаны на упрощенной модели Местной Группы. Эта модель, хоть и учитывает влияние M33 и БМО, не принимает во внимание целый ряд других факторов, способных повлиять на орбиты галактик. В частности, модель не учитывает распределение темной материи, влияние других галактик Местной группы и межгалактической среды. Все эти факторы могут внести свой вклад в эволюцию системы и сместить баланс в сторону слияния или, наоборот, разделения Млечного Пути и Андромеды.


Влияние включения SMC на расстояние MW-M31 и скорость слияния. В верхнем ряду мы показываем систему двух тел MW-M31 и систему четырех тел MW-M31-M33-LMC в фидуциальной модели. В нижнем ряду мы добавляем SMC в обе системы, т. е. показываем систему трех тел MW-M31-SMC и систему пяти тел MWM31-M33-LMC-SMC. Включение SMC оказывает лишь небольшое влияние на большинство орбит MW-M31 и не оказывает существенного влияния на общую скорость слияния.
Автор: Till Sawala, Jehanne Delhomelle, Alis J. Deason, Carlos S. Frenk, Peter H. Johansson, Atte Keitaanranta, Alexander Rawlings, Ruby Wright; arXiv:2408.00064 [astro-ph.GA]; CC-BY 4.0 Источник: arxiv.org

Таким образом, вопрос о будущем нашей галактики остается открытым. Несмотря на все достижения современной астрономии, мы пока не можем с полной уверенностью утверждать, столкнется ли Млечный Путь с Андромедой или нет. Для получения более точных прогнозов необходимо проведение новых наблюдений и более точное измерение параметров всех галактик Местной Группы. До тех пор, судьба Млечного Пути остается интригующей загадкой, а нам остается наблюдать за этим грандиозным космическим танцем и ждать развязки.

Читайте также

Новости

Публикации