Zderzenie galaktyk
Droga Mleczna, nasza rodzima galaktyka, jest na kursie kolizyjnym z sąsiadującą z nią galaktyką Andromedy. I chociaż do kolizji dojdzie dopiero za około 4 miliardy lat, astronomowie intensywnie rozważają, na którą z dwóch galaktyk warto by postawić w tym starciu. Opublikowane ostatnio badania przyniosły zupełnie nową perspektywę - być może, w przeciwieństwie do tego, co zakładano od lat, nasza galaktyka wcale nie jest mniejsza od Andromedy.
Galaktyka Andromedy, określana też jako M31, jest najbliższą nam dużą spiralną galaktyką. Razem z naszą galaktyką, czyli Drogą Mleczną, stanowi parę największych galaktyk w tak zwanej Grupie Lokalnej. Otoczne są ponad pięćdziesięcoma mniejszymi galaktykami. Andromeda oddalona jest od Ziemi o około 2,5 miliona lat świetlnych. Badania astronomów wskazują na to, że dystans ten zmniejsza się z prędkością około 100 km/s, co oznacza, że wedle różnych szacunków, za 3-4 miliardów lat M31 najprawdopodobniej spotka się z Drogą Mleczną. Dotąd uznawano, że galaktyka Andromedy jest znacznie większa i w związku to ona, po kilku miliardach lat, zwycięzko wyjdzie z tego zderzenia. Najnowsze badania pokazują jednak inny wynik.
W artykule opublikowanym 10. stycznia w czasopiśmie "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" zespół astronomów pracujących pod kierunkiem dr. Prajwala Kafle z University of Western Australia zaprezentował nowe szacunki masy M31. W tej relacji galaktyka zostaje przedstawiona jako znacznie "lżejsza" niż przypuszczano. Jej masa ma być podobna do masy Drogi Mlecznej. To oznacza, że w międzygalaktycznym starciu nie będzie łatwego zwycięzcy.
- Obliczyłem masę M31 na 800 miliardów raz większą niż masa Słońca, co jest około jedną trzecią tego, co zakładali naukowcy w ostatnich dekadach badań - wyjaśniał Kafle w wywiadzie dla portalu LiveScience.
Jak jednak jest możliwe, że szacunki dr. Kafle tak wyraźnie różnią się od wcześniejszych założeń? Badacz wyjaśnia, że posłużył się zupełnie inną niż dotychczas metodą, opartą na drugiej prędkości kosmicznej, czyli prędkości ucieczki (ang. escape velocity) - minimalnej prędkości, jaką obiekt taki jak na przykład gwiazda musi osiągnąć, żeby oderwać się od innego obiektu, działającego grawitacyjnie, w tym przypadku: galaktyki. Im wyższa wymagana prędkość uczcieczki, tym większe przyciąganie grawitacyjne, a tym samym, tym większa masa obiektu.
- Obserwator stojący na przykład na Marsie, może ustalić jaka jest siła przyciągania grawitacyjnego na Ziemi, mierząc prędkość do jakiej rozpędzamy rakiety wystrzeliwane w przestrzeń kosmiczną - obrazuje to zjawisko Kafle. - Zastosowałem podobne założenie, wykorzystując dane na temat prędkości gwiazd w M31, by ustalić jej siłę grawitacji, albo w prostszych słowach, jej masę.
Aby określić masę galaktyki, badacz nie może opierać się wyłącznie na materii widzianej w teleskopach. Musi wziąć też pod uwagę nieuchwytną w pomiarach ciemną materię, czyli materię która nie wchodzi w relację ze światłem, ale odgrywa zasadniczą rolę w przyciąganiu grawitacyjnym. Ciemna materia nie była nigdy bezpośrednio zaobserwowana, ale mniej więcej od lat 60-tych XX wieku przyjmuje się jej istnienie, aby wyjaśnić ruchy gwiazd, które wyglądają tak, jakby materii w galaktykach było znacznie więcej niż to, co obserwowane. Na podstawie szacunków przedstawionych przez Verę Rubin przyjmuje się, że galaktyki powinny zawierać sześciokrotnie więcej ciemnej materii, niż wynosi masa tego, co widzialne. Na tej podstawie określono też masę Andromedy. Teraz wydaje się, że jednak została ona przeszacowana.
Dotychczas stosowane metody ustalania mas galaktyk wymagały znajomości zarówno prędkości radialnej, jak i wartości tak zwanego ruchu własnego, czyli miary szybkości, z jaką z biegiem czasu gwiazdy przesywają się wobec obserwatora na Ziemi. Jednak, jak podkreśla dr Kafle, nasze teleskopy nie są wystarczająco czułe, aby obliczyć ruch własny gwiazd w galaktyce M31 i dotychczasowe metody, które wymagały informacji związanych z ruchem własnym, musiały czynić pewne założenia związane z tym ruchem. Metoda, którą zastosował Kafle nie wymaga znajdomości wartości ruchu własnego i stąd wynika jej przewaga.
Opracowano na podstawie artykułu Who Will Survive the Cosmic Crash Between Our Galaxy and Its Neighbor? opublikowanego na portalu LiveScience.
