О чём пишут научно-популярные журналы мира
Предстоит ли космическое столкновение?
Столкнётся ли галактика Андромеды с нашей Галактикой, покажет только время, пишет американский астроном и популяризатор науки Филлип Плейт в журнале Scientific American.
По своим характеристикам обе галактики довольно схожи. Млечный Путь — галактика в форме спирального диска диаметром около 100 000 световых лет. В неё входят сотни миллиардов звёзд, а также облака газа и пыли, а в центре находится большая чёрная дыра. Кроме того, она окружена колоссальным гало из невидимой тёмной материи. Общая масса Млечного Пути превышает массу Солнца примерно в 1,15 триллиона раз.
Андромеда, видимая при благоприятных атмосферных условиях невооружённым глазом как туманное пятно по размерам крупнее Луны (и потому долгое время называвшаяся туманностью Андромеды), удалена от нас на 2,5 млн световых лет. Она относится к тому же типу спиральных галактик, что и Млечный Путь, но в полтора раза больше него по размеру и содержит в 2,5—5 раз больше звёзд. Долгое время считалось, что масса галактики Андромеды на 25—50% больше, чем у Млечного Пути, но исследования последнего десятилетия говорят, что их массы могут быть примерно одинаковы. Это два самых крупных члена так называемой Местной группы галактик, куда входят около сотни компонентов, которые в основном много мельче и менее яркие.
Судя по величине синего смещения света, идущего от Андромеды, она приближается к Млечному Пути со скоростью около 110 км/с, поэтому множество исследований указывают на неизбежность столкновения. Но обязательно ли столкнутся галактики Андромеды и Млечного Пути, сейчас сказать невозможно.
Да, галактика Андромеды действительно в основном летит в нашем направлении, но похоже, что она при этом скользит слегка в сторону. Если такой сдвиг окажется достаточно большим, галактики разойдутся как в море корабли. Как велико поперечное движение, очень трудно измерить из-за большого удаления. Пока ясно только одно: расхождение будет по космическим масштабам небольшим.
Международный коллектив европейских астрономов из университетов Хельсинки (Финляндия), Дарема (Великобритания) и Тулузы (Франция) в статье, размещённой на сервере препринтов arXiv.org (https://arxiv.org/abs/2408.00064) в 2024 году, используя оригинальный метод, тоже опровергает вывод о неизбежности столкновения. Исследователи провели многократное компьютерное моделирование движений двух галактик с изменением нескольких параметров, точное значение которых неизвестно. Например, они задавали разные значения поперечной скорости. Столкновение галактик происходило примерно в половине случаев, это привело учёных к выводу, что вероятность столкновения чуть менее 50%, то есть оба исхода почти одинаково вероятны.
Причём результаты расчётов зависели от учёта воздействия следующих по величине галактик Местной группы: галактики Треугольника (сейчас до неё от нас примерно 2,7 млн световых лет, а от Андромеды — 750 000 световых лет) и Большого Магелланова Облака, спутника Млечного Пути, находящегося от него примерно в 160 000 световых годах. Если учесть движение и воздействие Большого Магелланова Облака, шансы на столкновение уменьшаются до 30%. Если же к расчётам добавить ещё и галактику Треугольника, мы опять получаем что-то около 50%.
Конечно, 50-процентный риск столкновения лучше неизбежности, но всё равно не радует. Однако особо волноваться не надо. Так как до этого события ещё около восьми миллиардов лет. К этому времени на Земле нас не будет, Солнце пройдёт свою стадию красного гиганта, сожжёт Землю и съёжится до белого карлика. Слабое утешение!
Но если столкновение всё же произойдёт, то по мере сближения видимая с Земли галактика Андромеды будет расти, пока не закроет всё поле зрения. К этому времени она физически столкнётся с Млечным Путём, вызвав хаос и разбрасывая звёзды в стороны, а может быть, даже вытолкнет всю Солнечную систему в межгалактическое пространство.
В галактических кластерах — крупных скоплениях из сотен и даже тысяч галактик мы видим довольно много столкновений. Большинство галактик за время своего существования хотя бы раз сталкиваются между собой. Гравитационные взаимодействия между галактиками могут вовлечь их в космический танец, продолжающийся чуть ли не миллиарды лет. Две взаимодействующие галактики обычно начинают с того, что движутся почти рядом, а затем сворачивают, подчиняясь силе тяготения, и позже врезаются одна в другую. В результате может образоваться единый более крупный объект — эллиптическая галактика. Но подобное событие иногда оказывается гораздо более хаотичным, и в итоге возникает слабо структурированное скопление звёзд. Из него вырываются так называемые приливные хвосты — струи газа и звёзд длиной в сотни тысяч световых лет. Примеры — галактики Мышки и Головастика, как ясно из названий, они обладают чем-то вроде хвостов. Когда две галактики с такими образованиями проходят на небольшом расстоянии между собой, длинные хвосты искривляются, одновременно галактики тормозятся, сближаются силами тяготения и сливаются. При этом орбиты входящих в них звёзд меняются, некоторые притягиваются к центру галактики, другие выбрасываются вовне. Газовые облака, циркулирующие в галактике, огромны, ширина некоторых — сотни световых лет. Их столкновения тоже вполне вероятны. При этом могут образовываться новые звёзды, а гигантские количества газа и пыли втягиваются в общую центральную супермассивную чёрную дыру участников столкновения. Такое втягивание материала в чёрную дыру иногда выделяет больше энергии, чем все звёзды обеих галактик в сумме. Хотя процесс небыстрый, растянут на сотни миллионов лет, столь бурные события явно не благоприятствуют сохранению условий, пригодных для жизни.