Могут ли столкнуться Галактики?

После появления Космического телескопа имени Хаббла, выведенного на орбиту в 1990 году, стало возможным воочию наблюдать за столкновениями далеких галактик. Подобные катаклизмы случаются с любыми из них, стоит лишь им неосторожно сблизиться. В одних случаях галактики лишь задевают друг друга вскользь, в других следуют лобовые удары, решительно меняющие облик обоих объектов. Во время этих катастроф выделяются громадные количества энергии; перемещаются массы, которые трудно себе даже вообразить.

Почему галактики сталкиваются?

В таком случае возникает закономерный вопрос: как могут галактики сталкиваться, если по принципам расширения Вселенной расстояние между ними постоянно увеличивается? Дело в том, что галактики существуют в пространстве не по отдельности. Вселенная представляет собой некую иерархию. Расположенные поблизости галактики превращаются в скопления, а те, в свою очередь, образуют сверхскопления галактик.

Сверхскопление галактик

Расширение Вселенной происходит везде одинаково, равномерно и действует оно крупномасштабно. В пределах одного скопления галактики связаны между собой гравитационным притяжением. Кроме того, они находятся сравнительно близко друг к другу – на расстоянии около пары сотен тысяч световых лет. Поэтому такие объекты могут сближаться или отдаляться, независимо от всеобщего расширения Вселенной. Из-за этого возникают столкновения галактик.

Что же происходит, когда сталкиваются две гигантские галактики, насчитывающие сотни миллиардов звезд?

Событие это вовсе не похоже на удар астероида о Землю. Галактика – не твердое тело, всей своей поверхностью бьющееся о встречный объект. Звезды одной из галактик легко просачиваются мимо спешащих навстречу звезд, ведь расстояния между ними в сотни миллионов раз превышают диаметр самих светил. Зато огромные массы межзвездного газа, мчащиеся навстречу друг другу, нагреваются и вспыхивают после соударения.

В их гуще начинаются термоядерные реакции. Образуются новые звезды. Они станут исчисляться тысячами, а то и сотнями тысяч. Их раскаленные массы будут излучать яркий голубой свет.

Примером такого скопления молодых звезд являются Плеяды, наблюдаемые в созвездии Тельца.

А поскольку у галактик может быть разная форма – спиральная, эллиптическая и неправильная, то их столкновения друг с другом происходят тоже по-разному.

Они могут:

  • пролетать на близком расстоянии одна от другой;
  • цепляться друг за друга;
  • фронтально соударяться.

В результате этих взаимодействий нередко существенно меняется и внешний вид звездных скоплений. При этом таким процессам подвергается около двух процентов галактик, расположенных на относительно небольшом от Земли расстоянии.

Столкновение галактик – процесс невероятно долгий, учитывая размеры этих космических объектов. Он может занимать миллионы и даже миллиарды лет. Естественно, ученым никогда не удастся наблюдать за процессом от начала до конца. Поэтому на помощь астрономам приходит вычислительная техника. Современные компьютеры позволяют воссоздать процесс, ускоренный в тысячи и тысячи раз

Самое близкое столкновение галактик

Так, в созвездии Ворона, на расстоянии в 63 миллиона световых лет от Земли, находится самая близкая к нашей планете пара сталкивающихся звездных скоплений NGC4038 и NGC4039, более известных как «Антенные» галактики. Связано такое название с тем, что к ним примыкают длинные, состоящие из газа и звезд, лентовидные образования, напоминающие две антенны.

Детальные исследования этих двух галактик выявили в них более тысячи возникших в недавнем прошлом шаровидных звездных скоплений, в каждом из которых – до миллиона солнц. При этом эти шаровидные образования довольно молоды: их возраст – около сотни миллионов лет. Образовались же они под влиянием приливных сил, появившихся в ходе сближения двух галактик.

Впрочем, следует указать, что силы тяготения во время столкновения звездных систем существенной роли не играют. Более важными являются гравитационные взаимодействия отдельных участков галактик: две близко расположенные области притягивают друг друга значительно сильнее, чем те, которые находятся на отдаленном расстоянии одна от другой.

Изменение взаимодействующих галактик

В результате гравитации возникают приливные силы, растягивающие галактики в длину или же изгибающие их. Причем происходят подобные изменения в форме звездных островов даже тогда, когда они лишь проносятся на близком расстоянии друг от друга, не приходя в непосредственное соприкосновение.

А вот что произойдет с формой галактик при их столкновении, зависит как от геометрии удара, так и от скорости, с которой он совершается:

  • если галактики сближаются со скоростью 200 километров в секунду, они обычно сливаются, словно две капли жидкости;
  • когда скорость столкновения достигает 600 километров в секунду, то звездные острова проходят сквозь друг друга, как два призрака;
  • если сближение происходит при скорости в 1000 километров в секунду, галактики разлетаются на осколки, как столкнувшиеся стеклянные шары.

В процессе взаимодействия галактик меняется не только их форма, но и происходят разнообразные перемещения облаков газа и пыли. А это – огромный объем вещества: например, в спиральных системах его количество составляет до 20 процентов их видимой массы. Впоследствии, уплотняясь под воздействием приливных сил, эти облака формируют новые звезды.

Поскольку процесс появления молодых небесных тел идет очень быстро, то и светимость галактик за немногие миллионы лет многократно увеличивается.

В настоящее время 1–2 % всех галактик сталкиваются или сливаются друг с другом. В далеком прошлом эти коллизии случались гораздо чаще, потому что размеры Вселенной были меньше и галактики располагались ближе друг к другу.

Столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды

По данным наблюдений, через миллиарды лет наша галактика Млечный Путь поглотит мелкие галактики Большое и Малое Магелланово Облако, а еще через некоторое время ее саму поглотит Андромеда.

Астрономы давно подозревали, что Млечный Путь и Туманность Андромеды (галактика М31) однажды столкнутся. Однако полной уверенности в грядущей катастрофе у них не было.

Дело в том, что скорость и направление движения М31 оставались недостаточно ясными. С удовлетворительной точностью была измерена лишь составляющая скорости, сонаправленная прямой, соединяющей наши галактики. А вот перпендикулярный ей компонент скорости был известен недостаточно хорошо. Поэтому нельзя было исключить, что Туманность Андромеды достаточно быстро движется «вбок», чтобы в конце концов разминуться с нашим галактическим домом.

Андромеда и Млечный Путь — это две крупнейший системы, которые располагаются друг от друга на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет. Галактика Андромеда находится в одноименном созвездии. Ее можно считать большим братом Млечного Пути.

Некоторые ученые утверждают, что наша галактика и Андромеда очень похожи. И Млечный Путь, и Андромеда способны объединять другие галактики меньших размеров, но с расширением Вселенной галактики расходятся друг от друга. Но эти два гиганта движутся навстречу друг другу.

Выяснилось, что столкновение всё-таки произойдёт, хотя и на 600 миллионов лет позже, чем предполагалось ранее. Катаклизм случится через 4,5 миллиарда лет. Кроме того, наши звёздные системы столкнутся не «лоб в лоб», а по касательной.

Для сравнения: эта цифра примерно равна возрасту Земли, а человеческому виду всего несколько сотен тысяч лет.

Если вдруг произойдет столкновение галактик Млечный Путь и Андромеда, то это повлечет неминуемую гибель множества космических тел: ряд звезд будут полностью уничтожены, какие-то выбросит из галактик, некоторые поглотят черные дыры. Спиральная структура объектов будут полностью нарушена, и на их месте возникнет новая, гигантская эллиптическая галактика. Этот процесс является нормой для эволюции галактик.

Самое сильное столкновение галактик

Как показали исследования NASA, две группы галактик движутся навстречу друг другу со скоростью четыре миллиона миль в час, производя непостижимое тепло в результате катастрофического столкновения.

Используя рентгеновскую обсерваторию Chandra NASA, обсерваторию XMM-Newton ESA, гигантский радиотелескоп GMRT и оптические наблюдения, астрономы смогли взглянуть в глубины космического пространства на 380 миллионов световых лет от Земли с целью изучить космический феномен.

Выяснилось, что два отдельных скопления галактик движутся навстречу друг другу со скоростью 4 миллиона миль в час.

NASA уже сообщило, что это самое сильное столкновение, которое когда-либо наблюдалось между двумя группами галактик.

Как более крупное образование галактических скоплений, которое было названо NGC 6338, оно производит тепло свыше 20 миллионов градусов по Цельсию (температура поверхности Солнца составляет всего лишь 5 505 градусов по Цельсию).

Новые данные также показывают, что газ слева и справа от холодных ядер, а также между ними, нагревается ударными фронтами (подобно звуковым ударам, создаваемым сверхзвуковыми самолетами) из-за столкновения двух групп галактик. Такая модель нагретого до удара газа была предсказана компьютерным моделированием, но NGC 6338 может быть первым слиянием групп галактик, которое действительно продемонстрирует это. Такое нагревание предотвратит охлаждение части горячего газа с образованием новых звезд.

Видео



Источники