Солнце умрет уже в другой галактике

Спиральные рукава в Туманности Андромеды (изображение с сайта www.universetoday.com)
Спиральные рукава в Туманности Андромеды (изображение с сайта www.universetoday.com)

В то время как вся Вселенная расширяется с ускорением, наша галактика Млечный Путь неуклонно сближается со своей соседкой — Туманностью Андромеды. Их столкновение может произойти еще до гибели Солнца и даже Земли. Американские астрономы построили компьютерную модель этого столкновения, чтобы понять, чем же оно грозит нашей Солнечной системе.

Поскольку Вселенная расширяется, мы видим разбегание галактик. Каждая галактика, которую мы наблюдаем, удаляется от Земли, Солнца, нашей Галактики. Чем дальше от нас галактика, тем больше скорость ее удаления, и эта зависимость описывается законом Хаббла, впервые обнаружившего сам факт расширения Вселенной. Но и из правил есть исключения. Наша соседка, огромная галактика в созвездии Андромеды (также известная как M31) не удаляется, а приближается к нам со скоростью 120 километров в секунду! Это означает, что через несколько миллиардов лет две галактики — Туманность Андромеды и Млечный Путь — достигнут друг друга, и начнется долгий процесс слияния двух звездных островов.

Это слияние будет катастрофичным для обеих галактик: они до неузнаваемости изменят свою форму, спиральные рукава разорвутся под действием гравитации, а траектории движения звезд в галактиках изменятся. Что же тогда произойдет с нашей Солнечной системой?

К счастью, ничего страшного, утверждают астрономы Томас Кокс (T. J. Cox) и Абрахам Лоуб (Abraham Loeb) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Кембридж, штат Массачусетс, США). Они провели детальное математическое исследование, итогом которого стала статья The Collision Between The Milky Way And Andromeda. В этой статье они приводят результаты моделирование катастрофы космического масштаба и оценивают варианты будущего для нашей Солнечной системы.

Наша Галактика (Млечный Путь) и галактика в созвездии Андромеды (Туманность Андромеды) вместе с 40 меньшими звездными островками входят в Местное скопление галактик в качестве двух самых крупных членов этой группы. Тогда как большинство галактик удаляются прочь от нас, повинуясь расширению Вселенной, Местное скопление галактик связано гравитационным взаимодействием, которое не дает его составляющим разбегаться.

Исходное положение объектов в компьютерной модели Местной группы галактик 5 млрд лет назад. В скобках дана исходная масса Млечного Пути, Туманности Андромеды и межгалактической среды (в солнечных массах). Рис. из обсуждаемой статьи Кокса и Лоуба в arXiv.org
Исходное положение объектов в компьютерной модели Местной группы галактик 5 млрд лет назад. В скобках дана исходная масса Млечного Пути, Туманности Андромеды и межгалактической среды (в солнечных массах). Рис. из обсуждаемой статьи Кокса и Лоуба в arXiv.org

4,7 миллиарда лет тому назад (когда образовалось наше Солнце) Туманность Андромеды и Млечный Путь находились на расстоянии 4,2 миллиона световых лет друг от друга. Но поскольку галактики сближаются, к настоящему времени это расстояние сократилось до 2,6 миллионов световых лет. Сближение продолжается и приведет в конце концов к столкновению. Тем не менее расчеты показывают, что столкновение не будет «лобовым». Через 2 миллиарда лет две галактики лишь «зацепятся» спиральными рукавами: их ядра пройдут друг от друга на расстоянии пары сотен тысяч световых лет. Тем не менее, этого расстояния будет достаточно, чтобы галактики закрутились в смертельной гравитационной спирали.

Во время этого первого взаимодействия, с вероятностью 12%, Солнечная система будет вышвырнута из галактического диска Млечного Пути и попадет в приливной хвост, который начнет истекать из Нашей Галактики. А с вероятностью менее 3% Солнце наберет такую скорость, что перейдет в галактику М31, покинув Млечный Путь (но всё же останется в общей звездной системе). Ко времени начала столкновения Земля всё еще будет обращаться вокруг Солнца по своей орбите, а будущие астрономы смогут засвидетельствовать космическую коллизию «во всей ее красе». Но через 2 миллиарда лет возрастающее излучение Солнца будет угрожать жизни на Земле больше, чем космическое столкновение. Чтобы сохранить жизнь на нашей планете, будущим ученым придется найти способ перемещения голубой планеты на безопасное расстояние от разбушевавшегося светила.

После первичной зацепки рукавами галактики создадут своей гравитацией общий центр тяжести и начнут обращаться вокруг него по странной, изменяющейся орбите. Завернув под действием притяжения друг к другу, галактики вновь «зацепятся» уже изрядно «потрепанными» спиралями. Затем борьба продолжится, и галактики, немного отдаляясь и вновь сталкиваясь, будут «дергать» друг друга за бока еще и еще, пока в конце концов из обеих систем не образуется гигантский рой звезд, который также будет двигаться вокруг общего центра тяжести.

Но в центрах обеих галактик имеются супермассивные черные дыры, которые в этом катаклизме должны будут сблизиться друг с другом по спирали и соединиться в одну еще более массивную черную дыру. На сегодняшний день известно, что двойные супермассивные черные дыры могут стать весьма активными галактическими «печками», способствующими активизации окружающего их газа и пыли для последующего бурного звездообразования. По всей вероятности, такие взаимодействия вытолкнут Солнце во внешний ореол новой галактики на расстояние по крайней мере 100 000 световых лет от центра, что, впрочем, благополучно позволит избежать участи быть проглоченным черной дырой.

Через 7 миллиардов лет, когда наше Солнце будет находиться на последнем этапе своей жизни, превратившись в красный гигант, а Земля (если не переместится на другую орбиту) будет представлять из себя раскаленный шар, галактики сольются окончательно, и во Вселенной появится новая галактика — Milkomeda (Млечномеда), как назвали ее авторы статьи.

Млечномеда будет огромной эллиптической галактикой, без какого-либо намека на спиральные рукава, которые когда-то украшали обе исходные галактики. Далее новую звездную систему ждет спокойная и размеренная жизнь, лишенная навсегда эксцессов, связанных со столкновениями. Бурное звездообразование уступит место равномерному и медленному образованию новых звезд из оставшегося газа и пыли.

Через 100 миллиардов лет все окружающие Млечномеду галактики (за исключением гравитационно-связанных), повинуясь закону Хаббла, исчезнут из поля зрения ее жителей. Это не значит, что галактики испарятся. Просто они удалятся настолько, что достигнут в своем разбегании скорости света, поэтому испущенные звездами этих галактик фотоны уже не смогут достичь Млечномеды. Внегалактическая астрономия утратит свой смысл и закончится, а Млечномеда будет представлять из себя всю видимую Вселенную. Через 100 миллиардов лет...

Увидеть своими глазами столкновение двух галактик уже сегодня (правда, всего лишь модель) можно здесь: Quicktime (3,4 Мб), mpeg4 (2,6 Мб), avi (2,6 Мб).

Источники:
1) T. J. Cox. and Abraham Loeb. The Collision Between The Milky Way And Andromeda (Pdf, 750 Кб) // astro-ph, arXiv:0705.1170.
2) When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to the Sun?, Universe Today, 10.05.2007.
3) When Galaxies Collide, our Solar System Will Go for a Ride, пресс-релиз Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, 14.05.2007.

Александр Козловский


11
Показать комментарии (11)
Свернуть комментарии (11)

  • Math  | 18.05.2007 | 06:26 Ответить
    Отличные перспективы. Дожить бы...
    Ответить
  • seasea  | 18.05.2007 | 07:34 Ответить
    Интересно. Еще не доказано существование темной материи, а на ее распределниях в галактиках расчитываются такие катаклизмы. Не рановато-ли?
    Ответить
  • liberman01  | 18.05.2007 | 11:25 Ответить
    Сближение галактик не противоречит закону Хаббла.
    Ответить
  • PavelS  | 19.05.2007 | 01:45 Ответить
    После слов "После первичной зацепки рукавами галактики создадут своей гравитацией общий центр тяжести и начнут обращаться вокруг него" хочется спросить, а нельзя ли нам купить себе свой готовый центр тяжести, чтобы не зависеть от соседей.
    Ответить
  • dims  | 19.05.2007 | 19:53 Ответить
    А может ли быть так, что наша Галактика вовсе не падает на Андромеду, а вращается вокруг неё по орбите и просто в данный момент происходит приближение к перицентру орбиты?

    Ведь наверняка, поперечное движение заметить невозможно и мы просто видим продольную компоненту скорости.
    Ответить
    • PavelS > dims | 20.05.2007 | 15:25 Ответить
      Вопрос мне тоже приходил в голову. Если кто прояснит, я буду благодарен.
      Ответить
  • Бялко  | 21.05.2007 | 16:25 Ответить
    Интересная новость. Но ее автор добавил, по-видимому, от себя следующее - неверное - утверждение:

    "Через 100 миллиардов лет все окружающие Млечномеду галактики (за исключением гравитационно-связанных), повинуясь закону Хаббла, исчезнут из поля зрения ее жителей. Это не значит, что галактики испарятся. Просто они удалятся настолько, что достигнут в своем разбегании скорости света, поэтому испущенные звездами этих галактик фотоны уже не смогут достичь Млечномеды."

    Это не так: удаляющиеся галактики (близкие, но гравитационно не связанные с местной группой) никогда не достигнут скорости света, а мы будем видеть их, только сильно покрасневшими. В общем так же, как сейчас мы видим и гораздо более далекие галактики.
    Если же источник цитированного утверждения авторы статьи-источника, то и остальные их выводы требуют проверки.
    Ответить
    • vasia > Бялко | 22.05.2007 | 10:59 Ответить
      Согласен
      Ответить
      • sunbeststar > vasia | 26.05.2007 | 23:48 Ответить
        Я тоже была согласна, пока меня не переубедили.. :) http://www.sciam.ru/2005/6/cosmology.shtml - статья, где рассказывают, почему же галактики все же исчезнут для нас
        Ответить
      • barbos > vasia | 20.08.2008 | 13:24 Ответить
        Enshtein v svoey teorii otnositel'nosti utvergdaet,chto nikakoe material'noe telo ne mojet dostich' i previsit' skorost' sveta.A tut tselie GALAKTIKI sdelayut etot bar'er perejitkom proshlogo :-).Ya chto-to ne poymu,eto teoriya Enshteyna neverna ili vsyo chto napisanno v etoy stat'e prosto ERUNDA.Budu rad poluchit' otvet.
        Ответить
  • Agasphere  | 01.10.2007 | 21:46 Ответить
    Вот ведь как интересно... Я тут давеча (в 1985 году) диплом на физфаке МГУ защитил, доказав математически (по результатам канадских наблюдений о фарадеевских мерах вращения векторов поляризации излучения неких внегалактических источников) - класссическая обратная задача, - что магнитное поле в Персеевом и Орионовом рукавах нашей бедной галактики противонаправлены (хотя как можно верить канадским данным?) - а значит, мы тут все попросту сливаемся в дырку (черную, типа унитазной), расположенную в центре нашего наимлечнейшего пути, и до встречи с туманностью Андромеды, затеянной еще фаентастом Ефремовым не то что нам - а и всей нашей Галактике - увы - не дожить.
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»