Tähtitieteilijät ovat jo jonkin aikaa tienneet, että Linnunrata ja Andromedan galaksit törmäävät johonkin tulevaisuuden päivämäärään. Paras arvaus siitä tapaamisesta on ollut noin 3,75 miljardia vuotta. Mutta nyt uusi tutkimus, joka perustuu ESA: n Gaia-operaation tietojen julkaisuun 2, tuo selkeyttä tähän tulevaan törmäykseen.
Koko törmäyskuvassa on enemmän kuin vain Linnunrata ja Andromeda (M31). Nämä kaksi galaksia ovat osa galaksiryhmää, jota kutsutaan paikalliseksi ryhmäksi, ja paikallisella ryhmällä on kolmas iso jäsen, Triangulum Galaxy (M33). Vaikka paikallinen ryhmä sisältää muita galakseja, ne ovat edellä mainitut kolme, jotka muodostavat suurimman osan massasta. Kolmesta Andromeda on massiivisin, Linnunrata on toiseksi massiivisin ja Triangulum on kolmas.
Paikallinen ryhmä koostuu yli 54 erilaisesta galaksista, vaikka suurin osa niistä on kääpiögalakseja, jotka ovat kiinnittyneet painovoimaan kolmeen suureen. Ryhmän gravitaatiokeskus on jonkin verran Linnunradan ja Andromedan välissä.
Vaikka törmäystä on jo ennustettu jo jonkin aikaa, epävarmuutta on edelleen paljon. Hubble-avaruusteleskooppi ja muut maa-alueet, kuten Erittäin pitkä perusviiva (VLBA), ovat tarjonneet havainnollista näyttöä tästä törmäyksestä. Näiden tietojen avulla tähtitieteilijät ovat voineet oppia vähän siitä, kuinka Andromedan ja Triangulumin kiertoradat ovat muuttuneet ajan myötä.
Andromeda ja kolmio ovat molemmat kierregalakseja, kuten Linnunrata, ja ne sijaitsevat jossain 2,5 - 3 miljoonan valovuoden päässä meistä. Ne ovat myös riittävän lähellä mahdollisesti vuorovaikutuksessa painovoimaisesti, mikä häiritsee törmäysennusteita.
Tähän ESA: n Gaia-operaatio tulee.
“Meidän piti tutkia galaksien liikkeitä 3D: ssä paljastaaksemme kuinka ne ovat kasvaneet ja kehittyneet sekä mikä luo ja vaikuttaa niiden ominaisuuksiin ja käyttäytymiseen.“
Tutkimuksen pääkirjailija Roeland van der Marel, Baltimoren avaruusteleskoopin tiedeinstituutti (STScI), USA.
“Meidän piti tutkia galaksien liikkeitä kolmiulotteisena paljastaaksemme kuinka ne ovat kasvaneet ja kehittyneet ja mikä luo ja vaikuttaa niiden ominaisuuksiin ja käyttäytymiseen,”, Sanoo johtava kirjailija Roeland van der Marel avaruusteleskoopin tiedeinstituutista (STScI) Baltimoressa, Yhdysvalloissa. ”Pystyimme tekemään tämän käyttämällä Gaian julkaistua toista korkealaatuisen datan pakettia.“
Gaia-tehtävä tekee 3D-kartan Linnunradan galaksistamme, ja se tekee saman myös paikallisen ryhmän osille. Hubblen kaltaiset laajuudet antavat meille terävän kuvan paikallisen ryhmän muista jäsenistä, mutta ne eivät anna meille tarkkoja mittauksia yksittäisten tähten sijainneista ja liikkeistä. Se on Gaian tehtävä.
“Yhdistelmämme Gaian tietojen avulla tunnistettiin tuhansia yksittäisiä tähtiä molemmissa galakseissa ja tutkittiin kuinka nämä tähdet liikkuivat galaktisten kodeissaan,”Lisää myös kirjoittaja Mark Fardal, myös STScI: stä. ”Vaikka Gaia pyrkii ensisijaisesti tutkimaan Linnunrataa, se on riittävän tehokas havaitsemaan erityisen massiivisia ja kirkkaita tähtiä lähistöllä sijaitsevilla tähtiä muodostavilla alueilla - jopa meidän ulkopuolisissa galakseissa.“
Aikaisemmin, kun tähtitieteilijät käyttivät Hubblea ja muita observatorioita tutkimaan paikallisryhmän kolmen suurimman jäsenen liikkeitä, he löysivät kaksi mahdollisuutta. Joko Triangulum-galaksi on uskomattoman pitkällä kuuden miljardin vuoden kiertoradalla Andromedan ympärillä, mutta on jo pudonnut siihen aiemmin, tai se on tällä hetkellä ensimmäisellä syksyllä. Jokainen skenaario heijastaa erilaista kiertorataa ja siten erilaista muodostumishistoriaa ja tulevaisuutta jokaiselle galaksille.
Mutta nyt Gaia on antanut tähtitieteilijöille paljon enemmän tietoa työskennellä. Se ei vain paljasta kuinka galaksit liikkuvat avaruudessa, vaan myös näyttää niiden spin-nopeuden. Tätä spin-nopeustietoa on haluttu kauan, siitä lähtien, kun tähtitieteilijät alkoivat tutkia galaktien muodostumista ja evoluutiota sata vuotta sitten, ja Gaia on vihdoin toimittanut.
“Vihdoin niin pitkälle edennyt observatorio kuin Gaia teki niin.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Kestää niin edistyneen observatorion kuin Gaia, jotta se vihdoin pystyi tekemään niin,”Sanoo Roeland. ”Ensimmäistä kertaa olemme mitattaneet kuinka M31 ja M33 pyörivät taivaalla. Tähtitieteilijät näkivät galaksit ryhmittyneinä maailmoina, jotka eivät voisi olla erillisiä 'saaria', mutta tiedämme nyt toisin. On kulunut 100 vuotta ja Gaia on vihdoin mitannut lähimmän suuren galaktisen naapurimme, M31: n, todellisen, pienen pyörimisnopeuden. Tämä auttaa meitä ymmärtämään paremmin galaksien luonnetta.“
Tutkimuksen taustalla olevat tutkijat yhdistivät olemassa olevat tiedot Gaia Release 2: n uuteen tietoon saadakseen tarkemman kuvan siitä, kuinka Andromeda ja Triangulum liikkuvat avaruudessa. He pystyivät projisoimaan tämän menneisyyteen ja tulevaisuuteen miljardeja vuosia.
“Löytämämme nopeudet osoittavat, että M33 ei voi olla pitkällä kiertoradalla M31: n ympärillä ”, sanoo avustaja Ekta Patel Arizonan yliopistosta, USA. ”Mallimme tarkoittavat yksimielisesti, että M33: n on oltava ensimmäisellä tulollaan M31: een.“
Tutkimus paljasti myös enemmän siitä, mitä Linnunradan ja Andromedan varastossa on. Törmäyksen sijaan (jota kutsutaan tarkemmin vuorovesivaikutukseksi, koska mikään tähti tai planeetta ei koskaan törmänyt todennäköisesti), tapahtuu enemmänkin vilkkuva isku. Ja sen sijaan, että tapahtuisi noin 3,75 miljardissa vuodessa, se tapahtuu noin 4,5 miljardissa vuodessa. Huh huh!
“Tämä havainto on ratkaisevan tärkeä ymmärryksellemme siitä, kuinka galaksit kehittyvät ja ovat vuorovaikutuksessa. "
Timo Prusti, ESA Gaia -projektitutkija
Uusi paperi ja Gaian uudet tiedot valaisevat myös jonkin verran galaktien, kuten Andromedan ja Triangulumin, muodostumista ja kehittymistä.
“Tämä havainto on ratkaisevan tärkeä ymmärryksellemme siitä, kuinka galaksit kehittyvät ja ovat vuorovaikutuksessa ”, sanoo Timo Prusti, ESA Gaia -projektitutkija. ”Näemme epätavallisia piirteitä sekä M31: ssä että M33: ssa, kuten vääntyneet virtaukset ja kaasunjäännökset ja tähdet. Jos galaksit eivät ole aiemmin kokoontuneet toisiinsa, sulautumisen aikana tuntuvat voimat eivät voi luoda niitä. Ehkä ne muodostuivat vuorovaikutuksen kautta muiden galaksien kanssa tai kaasun dynamiikan avulla itse galakseissa.
Lähteet:
- Tutkimuspaperi: Ensin Gaia Andromeda-järjestelmän dynamiikka: DR2: n oikeat liikkeet, kiertoradat ja M31: n ja M33: n kierto
- ESA: n lehdistötiedote: GAIA näyttää uuden nopeuden Linnunradan ja Andromedan törmäyksessä
- ESA: n GAIA-tehtävä
