В течение многих лет астрономы предсказывали драматическую судьбу нашей галактики: лобовое столкновение с Андромедой, нашим ближайшим крупным галактическим соседом. Это слияние, ожидаемое примерно через 5 миллиардов лет, стало основным сюжетом документальных фильмов по астрономии, учебников и научно-популярных произведений.
Однако в нашем новом исследовании , опубликованном в журнале Nature Astronomy, под руководством Тилла Савалы из Хельсинкского университета, мы обнаружили, что будущее Млечного Пути может быть не таким определенным, как предполагалось ранее.
Тщательно учтя неопределенности в существующих измерениях и включив гравитационное влияние других близлежащих галактик, мы обнаружили, что вероятность слияния Млечного Пути и Андромеды в течение следующих 10 миллиардов лет составляет всего около 50%.
Почему мы считали, что столкновение неизбежно?
Идея о том, что Млечный Путь и Андромеда находятся на пути столкновения, существует уже более столетия. Астрономы обнаружили, что Андромеда движется к нам, измерив ее лучевую скорость — ее движение вдоль нашей линии зрения — с помощью небольшого изменения цвета ее света, называемого доплеровским смещением.
Но галактики также дрейфуют по небу вбок, движение, известное как собственное движение или поперечная скорость. Это боковое движение невероятно трудно обнаружить, особенно для галактик, находящихся в миллионах световых лет от нас.
В более ранних исследованиях часто предполагалось, что поперечное движение Андромеды было незначительным, поэтому будущее лобовое столкновение казалось почти неизбежным.
Что особенного в этом исследовании?
В нашем исследовании не было никаких новых данных. Вместо этого мы по-новому взглянули на существующие наблюдения с космического телескопа Хаббл и миссии Gaia.
В отличие от более ранних исследований, наша работа учитывает неопределенность этих измерений, а не предполагает их наиболее вероятные значения.
Мы смоделировали тысячи возможных траекторий для Млечного Пути и Андромеды, каждый раз слегка изменяя предполагаемые начальные условия — такие как скорость и положение двух галактик.
Когда мы начали с тех же предположений, которые были сделаны в более ранних исследованиях, 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, в настоящее время падающую на Млечный Путь, и M33, также известную как галактика Треугольника, которая вращается вокруг Андромеды.
Эти сопутствующие галактики оказывают гравитационное воздействие, которое изменяет движение их хозяев.
M33 слегка подталкивает Андромеду к Млечному Пути, увеличивая вероятность слияния. Между тем, Большое Магелланово Облако смещает движение Млечного Пути от Андромеды, уменьшая вероятность столкновения.
Принимая все это во внимание, мы обнаружили, что примерно в половине моделируемых сценариев Млечный Путь и Андромеда вообще не сольются в течение следующих 10 миллиардов лет.
Что произойдет, если они столкнутся или нет?
Даже если слияние произойдет, оно вряд ли будет катастрофическим для Земли. Звезды в галактиках разделены огромными расстояниями, поэтому прямые столкновения редки.
Но со временем галактики под действием гравитации объединятся, образовав одну большую галактику — вероятно, эллиптическую, а не спиральную, которую мы видим сегодня.
Если галактики не сольются, они могут осесть на длинной, медленной орбите вокруг друг друга — близкие компаньоны, которые никогда не сталкиваются. Это более мягкий результат, но он все равно меняет наше понимание далекого будущего Млечного Пути.
Что будет дальше?
Самая большая оставшаяся неопределенность — это поперечная скорость Андромеды. Даже небольшие изменения в этом боковом движении могут иметь значение между слиянием и близким промахом. Будущие измерения помогут уточнить это значение и приблизить нас к более четкому ответу.
У нас пока нет окончательного ответа о будущем нашей галактики. Но изучение этих возможностей показывает, как много мы еще узнаем о Вселенной — даже вблизи от дома.
