Mléčná dráha se nemusí srazit s galaxií v Andromedě

Po celá léta si astronomové mysleli, že osudem Mléčné dráhy je srazit se se svým blízkým sousedem, galaxií M31 v souhvězdí Andromedy za několik miliard let. Nová simulace však zjistila 50% šanci, že k této blížící se nemusí stoprocentně dojít, alespoň během dalších 10 miliard let.

„Toto je úžasný kus práce,“ říká Raja GuhaThakurta, astronom z Kalifornské univerzity v Santa Cruz o nové studii, která byla 31. července 2024 zveřejněna jako předtisk na preprintovém serveru arXiv. „Sečteno a podtrženo, je stále pravděpodobné, že se obě galaxie srazí, ale ponechává dostatek prostoru, aby si obě galaxie mohly navzájem uniknout.“

Je známo od roku 1912, že galaxie v Andromedě míří k naší domovské Galaxii, kdy astronom Vesto Slipher zaznamenal, že její světlo je posunuto do modré barvy směrem ke kratším vlnovým délkám Dopplerovým efektem, stejně jako siréna blížící se sanitky kvílí s vyšším tónem. V té době nebyla skutečná velikost a vzdálenost Andromedy známa; mnozí si mysleli, že galaxie jsou „mlhoviny“ v blízkosti Mléčné dráhy. Až v éře observatoří na oběžné dráze mohli astronomové posoudit celkovou rychlost Andromedy na základě pohybů mnoha jejích hvězd. Vypočítali, že míří skoro přímo k Mléčné dráze rychlostí 110 kilometrů za sekundu.

Takováto splývání galaxií, které lze vidět i jinde ve vesmíru, jsou okázale chaotické záležitosti. Ačkoliv většina hvězd přežije událost bez úhony, spirální struktury galaxií jsou vymazány a proudy hvězd unikají do vesmíru. Po miliardách let se sloučené galaxie obvykle usadí v jedinou eliptickou galaxii: obří kapku hvězd.

Studie z roku 2008 naznačila, že sloučení Mléčné dráhy a Andromedy bylo nevyhnutelné během příštích 5 miliard let a že v tomto procesu budou Slunce a Země gravitačně pohlceny Andromedou na nějakou dobu, než skončí na vzdálených vnějších předměstích výsledného eliptického tvaru, který vědci nazývají „Milkomeda“. Mléčná dráha, dnes viděná jako jasný pás na obloze, by byla nahrazena „mléčnou kapkou“ označující husté jádro nové galaxie, říká GuhaThakurta.

Ale takové prognózy jsou nejisté vzhledem k obtížnosti přesného posouzení pohybů a hmotností galaxií, a také hustoty difúzního mezigalaktického prostředí mezi nimi, které je zdrojem tření. Měření rychlosti jednotlivých hvězd v Andromedě, vzdálené 2,5 milionu světelných let, je podobné měření rychlosti růstu lidských vlasů ze vzdálenosti Měsíce, říká GuhaThakurta. Určení pohybu galaxie vyžaduje zprůměrování tisíců jednotlivých hvězd. Tohoto úkolu je schopen pouze Hubbleův vesmírný teleskop HST, ačkoliv satelit Gaia Evropské kosmické agentury, přesný mapovač hvězd, to dokáže pro Mléčnou dráhu a její blízké satelitní galaxie.

Měření hmotnosti je ještě těžší, protože většina z ní je ve formě neviditelné temné (skryté) hmoty. Astronomové odhadují hmotnost galaxie z orbitálního pohybu hvězd kolem jejího gravitačního centra nebo z drah satelitních galaxií. Současné výpočty hmotnosti Mléčné dráhy však mají značné nejistoty a astronomové si ani nejsou jisti, zda je hmotnější ona nebo Andromeda. „Je to jedna z nejtěžších věcí na měření, sedět uvnitř něčeho a snažit se určit, jak je to masivní,“ říká GuhaThakurta.

Další komplikující záležitostí jsou gravitační interakce mnoha menších galaxií. Ačkoliv jsou Andromeda a Mléčná dráha dvě největší v oblasti známé jako Místní skupina galaxií, existuje asi 100 menších galaxií a pravděpodobně mnoho dalších, které ještě nebyly objeveny.

V nové simulaci Till Sawala z Helsinské univerzity a jeho kolegové využili nejnovější a nejlepší odhady pohybu a hmotností čtyř největších galaxií v Místní skupině. Poté je zapojili do simulací vyvinutých Institutem pro výpočetní kosmologii na Durhamské univerzitě. Nejprve provedli simulaci zahrnující pouze Mléčnou dráhu a galaxii v Andromedě a zjistili, že se sloučily v o něco méně než polovině případů – což je nižší pravděpodobnost než udávaly jiné nedávné odhady. Když zahrnuli efekt galaxie v souhvězdí Trojúhelníku, což je třetí největší člen Místní skupiny galaxií, pravděpodobnost sloučení se zvýšila asi na dvě třetiny.

Ale se zahrnutím Velkého Magellanova mračna, satelitní galaxie Mléčné dráhy, která je čtvrtou největší v Místní skupině, tyto šance klesly zpět na hod mincí (50 na 50). A pokud ke kosmické srážce skutečně dojde, nebude to dříve než za 8 miliard let. „V současné době se proklamace o blížící se srážce naší Galaxie zdají značně přehnané,“ píší vědci.

Tým tvrdí, že nadcházející data z družice Gaia povedou k lepším odhadům rychlosti a hmotnosti pro Mléčnou dráhu. „Toto není poslední slovo,“ říká GuhaThakurta. I kdyby však tentokrát obě galaxie srážce unikly, je to gravitace, která nakonec bude mít poslední slovo. Všechny galaxie v Místní skupině jsou k sobě gravitačně vázány, a tak se za desítky miliard let všechny nakonec nahromadí jedna ke druhé do jediné obří eliptické galaxie. Mezitím, pokud bude zrychlující se rozpínání vesmíru pokračovat bez omezení, všechny ostatní galaxie zmizí za naším horizontem kosmických událostí a Milkomeda zůstane jediným obyvatelem viditelného vesmíru.

Obrázky – credit: Z. Levay a R. van der Marel (STScI); A. Mellinger/ESA/NASA

Zdroj: https://www.science.org/content/article/milky-way-may-escape-fated-collision-andromeda-galaxy

autor: František Martinek