Popularna teoria na temat losów naszej galaktyki może być błęna -mówią astronomi.

Zdjęcie: 

Na pierwszy rzut oka wydaje się prawdopodobne, że galaktyczny duet - oddzielony o około 2,5 miliona lat świetlnych - znajduje się na nieuniknionym kursie kolizyjnym. 

Droga Mleczna i Andromeda pędzą ku sobie z prędkością około 223 694 mil na godzinę (100 kilometrów na sekundę).

Jednak Grupa Lokalna, czyli nasz zakątek wszechświata, obejmuje 100 znanych mniejszych galaktyk. Zespół astronomów wziął pod uwagę niektóre z największych z nich, w tym Wielki Obłok Magellana (LMC) i M33 (galaktyka Triangulum), aby sprawdzić, jak dużą rolę mogą one odegrać na szachownicy przyszłości naszej galaktyki w ciągu najbliższych 10 miliardów lat.

Po uwzględnieniu przyciągania grawitacyjnego galaktyk z Grupy Lokalnej i przeprowadzeniu 100 000 symulacji z wykorzystaniem nowych danych z teleskopów kosmicznych Hubble'a i Gaia, zespół odkrył, że istnieje około 50% szans na zderzenie Drogi Mlecznej i Andromedy w ciągu najbliższych 10 miliardów lat. Według badań opublikowanych w poniedziałek w czasopiśmie Nature Astronomy, istnieje tylko około 2% szans, że galaktyki zderzą się w ciągu 4 do 5 miliardów lat, jak wcześniej sądzono.

Połączenie galaktyk Drogi Mlecznej i Andromedy zniszczyłoby je obie, ostatecznie przekształcając obie spiralne struktury w jedną wydłużoną galaktykę, stwierdzili autorzy badania. Wiadomo, że zderzenia innych galaktyk tworzą "kosmiczne fajerwerki, gdy gaz, napędzany do centrum pozostałości po fuzji, zasila centralną czarną dziurę emitującą ogromną ilość promieniowania, zanim nieodwracalnie wpadnie do dziury" - powiedział współautor badania Carlos Frenk, profesor na Uniwersytecie Durham w Anglii."Do tej pory myśleliśmy, że taki los czeka naszą galaktykę Drogi Mlecznej" - powiedział Frenk. "

Teraz wiemy, że istnieje bardzo duża szansa na uniknięcie tego przerażającego przeznaczenia".

Według autorów badania istnieje jednak wiele nieznanych czynników, które utrudniają przewidzenie ostatecznego losu naszej galaktyki. Frenk ostrzega, że Droga Mleczna ma większe szanse na zderzenie z LMC w ciągu 2 miliardów lat, co mogłoby fundamentalnie zmienić naszą galaktykę.

Symulacja kolizji galaktyk

LMC krąży wokół Drogi Mlecznej, podczas gdy M33 jest satelitą Andromedy. Masa LMC stanowi jedynie około 15% masy Drogi Mlecznej. Zespół odkrył jednak, że galaktyka satelitarna ma przyciąganie grawitacyjne prostopadłe do Andromedy, które zmienia ruch Drogi Mlecznej na tyle, że zmniejsza szansę na połączenie się dwóch gigantycznych galaktyk. Podobnie jest w przypadku M33.

"Dodatkowa masa galaktyki satelitarnej Andromedy M33 przyciąga Drogę Mleczną nieco bardziej w jej kierunku" - powiedział główny autor badania dr Till Sawala, astronom z Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii. "Pokazujemy jednak również, że LMC odciąga Drogę Mleczną od płaszczyzny orbity i od Andromedy. Nie oznacza to, że LMC uchroni nas przed tym połączeniem, ale czyni je nieco mniej prawdopodobnym".

Ostatnie badanie, rówmież wykazało że wiele prawdopodobnych wartości dla nieznanych danych, takich jak niepewności w obecnych pozycjach, ruchach i masach galaktyk Grupy Lokalnej. W nowym badaniu zespół uwzględnił 22 różne zmienne, w tym te nieznane, które mogą przyczynić się do kolizji.

"Przeprowadziliśmy wiele tysięcy symulacji, co pozwoliło nam uwzględnić wszystkie niepewności obserwacyjne" - powiedział Sawala. "

Ponieważ istnieje tak wiele zmiennych, z których każda ma swoje błędy, kumuluje się to w dość dużą niepewność co do wyniku, co prowadzi do wniosku, że szansa na bezpośrednie zderzenie wynosi tylko 50% w ciągu najbliższych 10 miliardów lat".

Ponad połowa symulacji przewiduje się co może się wydarzyć w najbliższych 8-10 mld latach, Droga Mleczna jak i Andromeda w ciąż się przemieszczają, co sprawia że są coraz bliżej siebie. Zanim zatoczy koło, a następnie straci wystarczającą ilość energii orbitalnej, aby zderzyć się i połączyć jako jedna galaktyka. Te początkowe bliskie spotkania między halo każdej galaktyki - dużą otoczką gazu - ostatecznie doprowadziłyby do zderzenia.

"Ogólnie rzecz biorąc, fuzja najprawdopodobniej wiązałaby się z silnym wybuchem gwiazd, podczas którego utworzyłoby się wiele nowych gwiazd, po którym nastąpiłby okres intensywnego promieniowania spowodowanego przez eksplodujące młode gwiazdy i nowo aktywną supermasywną czarną dziurę, ostatecznie całkowicie przerywając formowanie się gwiazd" - powiedział Sawala. "Kilka miliardów lat później wszelkie ślady dawnej Drogi Mlecznej i Andromedy zniknęłyby, a pozostałością byłaby w dużej mierze pozbawiona cech galaktyka eliptyczna".W innych symulacjach, obydwie galaktyki przecinają się bez szwanku.

Geraint Lewis, profesor astrofizyki w University of Sydney's Institute for Astronomy, uważa wyniki pokazujące wpływ grawitacyjny M33 i LMC za interesujące. Wcześniej był on autorem badań dotyczących potencjalnej kolizji Andromedy i Drogi Mlecznej.

"Nie dowiemy się, czy kolizja na pewno nastąpi w przyszłości, ale to wyraźnie pokazuje, 

że historia, którą ludzie opowiadają - że nastąpi kolizja, która zniszczy Drogę Mleczną i Andromedę - nie jest tak jasna ani pewna, jak ludzie myślą" - powiedział Lewis. "Ale nawet jeśli dojdzie do dość bliskiego spotkania, a nie zderzenia czołowego, grawitacyjne rozdarcie, które każda z nich wywrze na siebie nawzajem, prawdopodobnie pozostawi te dwie duże galaktyki w opłakanym stanie".

Podczas gdy uwzględnienie wpływu grawitacyjnego LMC na Drogę Mleczną jest ważne, uwzględnienie niepewności jest najważniejszym aspektem nowego badania, powiedział Scott Lucchini, doktorant w Instytucie Teorii i Obliczeń w Centrum Astrofizyki na Harvardzie i Smithsonian.

"W tym przypadku wybrali oni niepewności w pozycjach, prędkościach i masach galaktyk, aby uzyskać względne prawdopodobieństwa różnych wyników" - napisał Lucchini w e-mailu. "To naprawdę daje nam pełny obraz tego, co może się wydarzyć w przyszłości".

Galaktyki są pełne zawiłości. Ich kształty mogą się zniekształcać, interakcje mogą zmieniać ich orbity i mogą tracić masę na różne sposoby. Takie zawiłości utrudniają przewidywania, powiedział Lucchini. Ta kwestia pozostawia los Drogi Mlecznej "całkowicie otwarty" -napisali autorzy badań w nowym oświadczeniu.

Jednak więcej danych pochodzących z teleskopu kosmicznego Gaia latem 2026 r. dostarczy pomiarów, które udoskonalą niektóre niepewności dotyczące prędkości i kierunku, w którym Andromeda porusza się po niebie, powiedział Sawala.

Los Ziemi

Los Słońca może mięć większy wpływ na przyszłość Ziemi niż ruchy galaktyk, według badaczy. Nasze Słońce ma 4,5 mld lat. W ciągu najbliższych 5 mld lat umrze, według NASA rozrośnie się do czerwonego olbrzyma, który pochłonie Merkurego, Wenus i potencjalnie Ziemię.

"Krótka odpowiedź jest taka, że koniec Słońca jest znacznie gorszy dla naszej planety niż zderzenie z Andromedą" - powiedział Sawala. "Podczas gdy taka fuzja oznaczałaby koniec naszej galaktyki, niekoniecznie byłby to koniec Słońca czy Ziemi. Chociaż nasze badanie pokazuje również, że wcześniejsze rezultaty, które miały na celu dokładne przewidzenie losu Układu Słonecznego po połączeniu, były wyraźnie pochopne, ogólnie rzecz biorąc, kolizje między gwiazdami lub planetami są niezwykle rzadkie podczas łączenia się galaktyk". I podczas gdy koniec Słońca jest pewny, nasze badanie pokazuje, że koniec galaktyki jest czymś innym".

Chociaż zespół nie modelował szczegółowo fuzji LMC i Drogi Mlecznej, stwierdził, że jest "praktycznie pewne", że połączenie obu galaktyk nastąpi w ciągu najbliższych 2 miliardów lat, co jest zgodne z wcześniejszymi badaniami, powiedział Sawala. Skutki będą jednak prawdopodobnie mniejsze niż w przypadku połączenia Drogi Mlecznej i Andromedy.

"Połączenie (Drogi Mlecznej i LMC) nie zniszczy naszej galaktyki, ale głęboko ją zmieni, szczególnie wpływając na naszą centralną supermasywną czarną dziurę i galaktyczne halo"  - napisał Frenck w e-mailu. Był on również współautorem artykułu z 2019 r. na temat potencjalnego połączenia.