Astronomowie zapowiadają tragedię. Nastąpi za 10 miliardów lat

Nasza galaktyka ma 50 proc. szans na zderzenie z Galaktyką Andromedy w ciągu kolejnych 10 miliardów lat. Tak wynika z najnowszych analiz danych dostarczonych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a i sondę Gaia. Wcześniej szacowano, że do kolizji dojdzie w ciągu 4,5 mld lat.

Zderzenie wywołałoby gwałtowne narodziny gwiazd i eksplozje supernowych

.Przewidywanie przyszłości galaktyki to ogromne wyzwanie i trudno jest stworzyć precyzyjne prognozy – podkreślają eksperci z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Dotąd jednak, m.in. na podstawie obserwacji prowadzonych z pomocą teleskopu Hubble’a, zakładano, że Droga Mleczna w ciągu 4,5 mld lat zderzy się z sąsiednią Galaktyką Andromedy.

Takie zderzenie wywołałoby gwałtowne narodziny gwiazd, eksplozje supernowych, być może także wyrzuciłoby nasze Słońce na inną galaktyczną orbitę. Według najnowszego badania wspomniana kolizja jest dużo mniej prawdopodobna.

Badacze ponownie przeanalizowali dane pochodzące z teleskopu Hubble’a oraz przede wszystkim z sondy Gaia. Na ich podstawie przeprowadzili 100 tys. komputerowych symulacji.

„Dysponujemy dziś kompleksowym badaniem tego zagadnienia, które uwzględnia wszystkie niepewności obserwacyjne” – mówi Till Sawala, astronom z Uniwersytetu Helsińskiego, główny autor badania opisanego na łamach magazynu „Nature Astronomy”.

Według niego i jego zespołu prawdopodobieństwo zderzenia w ciągu kolejnych 10 mld lat wynosi 50 proc.

„To dość ironiczne, że mimo uwzględnienia dokładniejszych danych z Hubble’a pochodzących z ostatnich lat, jesteśmy teraz mniej pewni, jaki będzie rezultat potencjalnego zderzenia. Wynika to z bardziej złożonej analizy i z faktu, że bierzemy pod uwagę pełniejszy obraz całego układu. Jednak jedynym sposobem, by przewidzieć ostateczny los Drogi Mlecznej, będzie uzyskanie jeszcze lepszych danych” – podkreśla astronom.

„Ponieważ istnieje tak wiele zmiennych, z których każda obarczona jest pewnym błędem, prowadzi to do dość dużej niepewności co do wyniku. To z kolei prowadzi do wniosku, że szansa na bezpośrednie zderzenie w ciągu najbliższych 10 miliardów lat wynosi tylko 50 proc.” – tłumaczy badacz.

Andromeda i Droga Mleczna pozostałyby na tej samej płaszczyźnie, okrążając siebie nawzajem, gdyby nie wpływ innych pobliskich galaktyk.

„Dodatkowa masa galaktyki satelitarnej Andromedy – M33 przyciąga Drogę Mleczną nieco bardziej w jej stronę. Pokazujemy jednak również, że Wielki Obłok Magellana (LMC) odciąga Drogę Mleczną z płaszczyzny orbity i oddala ją od Andromedy. To nie oznacza, że LMC uratuje nas przed tym zderzeniem, ale sprawia, że jest ono trochę mniej prawdopodobne” – wyjaśnia dr Sawala.

W około połowie symulacji dwie główne galaktyki mijają się w odległości około pół miliona lat świetlnych lub mniejszej (czyli pięć razy tyle, co średnica Drogi Mlecznej).

Oddalają się od siebie, ale potem wracają i ostatecznie łączą się w dalekiej przyszłości – wyjaśniają naukowcy. Stopniowe zanikanie orbity jest spowodowane procesem zwanym tarciem dynamicznym zachodzącym między ogromnymi halo ciemnej materii otaczającymi każdą z galaktyk.

Jednak w większości pozostałych przypadków galaktyki nawet nie zbliżają się do siebie na tyle, by tarcie dynamiczne mogło skutecznie zadziałać. W takim przypadku mogą kontynuować swój orbitalny ruch przez dużo dłuższy czas.

To jednak nie koniec odkryć. Otóż istnieje 2 proc. szans na to, że w czasie 4-5 mld lat dwie galaktyki spotka zderzenie czołowe. To jednak także bardzo długi okres – Słońce, jak przypominają naukowcy, ma sprawić, że za miliard lat na Ziemi nie da się żyć, a za ok. 5 mld lat nasza gwiazda całkowicie się wypali.

Badacze ponownie przeanalizowali dane pochodzące z teleskopu Hubble’a oraz przede wszystkim z sondy Gaia. Na ich podstawie przeprowadzili 100 tys. komputerowych symulacji.

Ziemii zostało 10 miliardów lat

.Według niego i jego zespołu prawdopodobieństwo zderzenia w ciągu kolejnych 10 mld lat wynosi 50 proc.

Andromeda i Droga Mleczna pozostałyby na tej samej płaszczyźnie, okrążając siebie nawzajem, gdyby nie wpływ innych pobliskich galaktyk.

W około połowie symulacji dwie główne galaktyki mijają się w odległości około pół miliona lat świetlnych lub mniejszej (czyli pięć razy tyle, co średnica Drogi Mlecznej).

Koniec Drogi Mlecznej – zderzenie z Andromedą

.Nowo odkryta galaktyka NGC 7727 może odpowiedzieć na pytanie – jak będzie wyglądał koniec Drogi Mlecznej, gdy za miliardy lat zderzy się ona z galaktyką Andromedy.

Wirujące ramiona galaktyk spiralnych są jednymi z najbardziej rozpoznawalnych kształtów we Wszechświecie. Długie, rozległe pasma odchodzące od centralnego rdzenia, wypełnione są pyłem, gazem i oraz nowo powstałymi gwiazdami. Jednak ta charakterystyczna forma może przekształcić się w coś znacznie innego, gdy zderzy się z inną podobną galaktyką. Rozległe ramiona zostają nagle zakłócone, a dwie supermasywne czarne dziury obecne w ich centrach zaczynają oddziaływać na wszystkie obiekty znajdujące się w ich zasięgu. Właśnie to miało miejsce w przypadku NGC 7727, osobliwej galaktyki znajdującej się w gwiazdozbiorze Wodnika, odległej o około 90 milionów lat świetlnych od naszej galaktyki. Galaktyka NGC 7727 może odpowiedzieć na pytanie jak będzie wyglądał koniec Drogi Mlecznej, gdy zderzy się ona z galaktyką Andromedy.

Astronomowie uchwycili obraz następstw fuzji dwóch galaktyk spiralnych za pomocą spektrografu Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) zamontowanego na teleskopie Gemini South w Chile, będącym częścią Międzynarodowego Obserwatorium Gemini obsługiwanego przez NOIRLab NSF. Obraz ukazuje rozległe, wirujące pasma międzygwiezdnego pyłu i gazu przypominające watę cukrową, które owijają się wokół łączących się rdzeni galaktyk macierzystych. W rezultacie powstała rozproszona mieszanka aktywnych obszarów niestabilnych gwiazd i pasów pyłu otaczających cały układ.

To, co jest szczególne w NGC 7727, to bez wątpienia jej bliźniacze jądra galaktyczne, każde z nich zawiera supermasywną czarną dziurę, co zostało potwierdzone przez astronomów korzystających z European Southern Observatory’s Very Large Telescope (VLT). Badacze przypuszczają, że galaktyka o niecodziennym kształcie, powstała z dwóch galaktyk spiralnych, które zderzyły się ze sobą około miliarda lat temu. Gwiazdy i mgławice wymieszały się oraz zaczęły na nie wpływać siły grawitacyjne dwóch supermasywnych czarnych dziur. Przez to powstały nieregularne splątane węzły, które zostały zaobserwowane.

Dwie supermasywne czarne dziury, z których jedna ma masę 154 milionów mas Słońca, a druga 6,3 miliona mas Słońca, znajdują się w odległości około 1600 lat świetlnych od siebie. Astronomowie szacują, że ostatecznie połączą się one w jedną w ciągu około 250 milionów lat, tworząc jeszcze bardziej masywną czarną dziurę, jednocześnie rozpraszając gwałtowne fale grawitacyjne w czasoprzestrzeni.

Zaobserwowana galaktyka wciąż jest w stanie szoku po zderzeniu, większość widocznych ramion galaktyki jest pełna jasnych, młodych gwiazd. Część zaobserwowanych obiektów stanowią zapewne młode gromady kuliste. Takie skupiska gwiazd często tworzą się w obszarach, w których formowanie się gwiazd jest większe niż zwykle i są szczególnie powszechne w galaktykach wchodzących w interakcje, tak jak zaobserwowana.

Badacze przewidują, że po opadnięciu pyłu NGC 7727 ostatecznie stanie się galaktyką eliptyczną, składającą się ze starszych gwiazd i bardzo niewielkiej ilości nowych, formujących się. Podobnie jak w przypadku Messier 87, galaktyki eliptycznej z supermasywną czarną dziurą w swoim centrum, taki właśnie może być los Drogi Mlecznej i Galaktyki Andromedy, gdy połączą się ze sobą za miliardy lat.

Gwiazdy, które znikną za 10 miliardów lat

.Tlen, węgiel, wodór, azot i wszystkie inne pierwiastki, z których się składamy, powstały w wyniku eksplozji supernowych. Jesteśmy dziećmi gwiazd – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI.

Proces ewolucji życia tych fantastycznych obiektów współcześnie ma status osobnej, niezwykle skomplikowanej teorii. Warianty i potencjalne ścieżki życia gwiazd są niezwykle zróżnicowane, chociaż przebiegają według znanego nam schematu: narodziny, rozwój i śmierć. Gwiazdy różnią się masą, składem chemicznym i wiekiem. Wszechświat składa się z milionów gazowych kul, od najmniejszych, posiadających zaledwie 8 proc. masy Słońca, po giganty sięgające nawet jej 100-krotności.

Jeden z najsłynniejszych współczesnych astrofizyków, sir Arthur Stanley Eddington, powiedział, że w miarę wzrostu naszej wiedzy powinniśmy zbliżyć się do zrozumienia obiektu tak prostego jak gwiazda [It is reasonable to hope that in the not too distant future we shall be competent to understand so simple a thing as a star]. Co wiemy o gwiazdach i ich życiu?

Kluczowe w procesie narodzin gwiazdy są mgławice. Jest to obłok pyłu i gazu, w którym dochodzi do formowania się gwiazd. We wczesnych fazach gaz pozostaje praktycznie niewzbudzony i zauważalny jedynie w podczerwieni. Gwiazdy dzięki kolapsowi grawitacyjnemu narodziły się z materii i powoli ją rozdmuchują, emitując specyficzną formę wiatru. Tracą materię, która odsuwa od nich gaz.

Mgławica M16 w gwiazdozbiorze Orła ma pyłowe kolumny („kolumny stworzenia”), które są miejscem powstawania gwiazd. Możemy wykonywać zdjęcia najdrobniejszych szczegółów takich mgławic i w skali roku obserwować zmiany, które w niej zachodzą. Najczęściej obrazy takiego procesu obserwujemy w świetle widzialnym, jednak astronomowie mają do badania znacznie większą paletę promieniowania elektromagnetycznego. Jednym z odcieni tej palety jest podczerwień. Za jej sprawą możemy przeniknąć przez wszystkie struktury pyłowe, co pozwala nam na dokładniejsze obserwowanie obszarów narodzin gwiazd.

W fazie typu T Tauri początkowo materia krąży po orbicie nowo narodzonej gwiazdy. Silne pole magnetyczne prowadzi do spadania materii na powierzchnię gwiazdy, co powoduje emisję bardzo silnego promieniowania rentgenowskiego. Taka gwiazda nie byłaby przyjazna dla planet, które znalazłyby się zbyt blisko.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/piotr-kolaczek-szymanski-jestesmy-dziecmi-gwiazd/

PAP/MB

Materiał chroniony prawem autorskim. Dalsze rozpowszechnianie wyłącznie za zgodą wydawcy. 3 czerwca 2025