Srážka Andromedy a Mléčné dráhy: kdy proběhne a jaké budou důsledky

Srážka Andromedy a Mléčné dráhy za ~4 miliardy let — kdy přesně proběhne a jaké budou důsledky pro hvězdy, Sluneční soustavu a budoucí podobu galaktiky.

Ke srážce Mléčné dráhy a Andromedy dojde asi za čtyři miliardy let.

Galaxie v Andromedě se k Mléčné dráze přibližuje rychlostí přibližně 110 kilometrů za sekundu (68 mil/s), jak ukazuje její modrý posuv. Až do roku 2012 se nevědělo, zda k možné srážce určitě dojde, nebo ne, protože její vlastní pohyb byl příliš malý na to, aby se dal změřit.

V roce 2012 dospěli vědci k závěru, že ke srážce určitě dojde. Pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu sledovali pohyb hvězd v Andromedě v letech 2002 až 2010 s velkou přesností. Tangenciální neboli boční rychlost Andromedy vůči Mléčné dráze byla mnohem menší než rychlost přibližování. Proto se očekává, že se s Mléčnou dráhou srazí přibližně za 4 miliardy let.

Takové kolize jsou poměrně časté. Například Andromeda se v minulosti srazila s nejméně jednou jinou galaxií. Několik trpasličích galaxií, jako je SagDEG, se již srazilo s Mléčnou dráhou a splynulo s ní. Příkladem srážky dvou přibližně stejných spirálních galaxií jsou galaxie Antény.

Co přesně očekávat a jaké jsou časové škály

Střední odhad je následující:

• První těsné přiblížení (první průchod): za přibližně 4 miliardy let. Při tomto průchodu se obrovské gravitační síly začnou výrazně projevovat – vzniknou dlouhé přílivové ocasy (tidal tails) a dojde k silnému přerušení struktur spirálních ramen.
• Výměna více průchodů a postupné fúze: po prvním průchodu se obě galaxie budou obíhat a po několika blízkých přiblíženích (časech řádu miliard let) nakonec splynou do jedné větší galaxie. Kompletní sloučení se očekává přibližně v rozmezí 5–7 miliard let od současnosti (odhadované často kolem ~6 miliard let).
• Výsledný typ galaxie: Po sloučení bude výsledná struktura pravděpodobně eliptická galaxie nebo velká eliptická s rozlehlým halo hvězd a tmavou hmotou. Někdy se pro budoucí splynutí Mléčné dráhy a Andromedy používá neformální název „Milkomeda“ nebo „Milkdromeda“.

Jak bude kolize ovlivňovat hvězdy, plyn a planety

Hvězdy: navzdory tomu, že jde o „srážku galaxií“, fyzické kolize hvězda–hvězda jsou extrémně nepravděpodobné. Hvězdy jsou od sebe v galaxiích velice daleko, takže jednotlivé hvězdy většinou minou jedna druhou. Gravitační poruchy ale mohou změnit jejich oběžné dráhy — některé hvězdy mohou být vyvrženy do velkých vzdáleností nebo dokonce z galaktického systému.

Plyn a prach: plynná složka galaxií se přímo setká a stlačí, což obvykle způsobí rozsáhlé záchvěvy hvězdotvorby (starbursty). V těchto oblastech se vytvoří velké množství nových hvězd. Naopak velká část plynu může být vytažena do přílivových ocásů nebo pohlcena centrálními oblastmi, kde může vyvolat aktivitu černých děr.

Centrální černé díry: v srdcích obou galaxií se nacházejí supermasivní černé díry. Při splynutí galaxií se tyto černé díry nakonec mohou spárovat a sloučit, což vyprodukuje výrazné gravitační vlny a vytvoří ještě hmotnější černou díru v nově vzniklé galaxii.

Co se stane se Sluncem a se Sluneční soustavou?

Osud Slunce a Země závisí na kombinaci dvou nezávislých procesů. Biologicky a hvězdně je důležitější vývoj Slunce: naše hvězda má životnost hlavní posloupnosti zhruba 10 miliard let a za přibližně 5 miliard let se očekává, že přejde do fáze rudého obra, která může mít fatální dopad na vnitřní planety, včetně Země. To znamená, že když dojde k prvnímu blízkému průchodu Andromedy a Mléčné dráhy (za ~4 miliardy let), Slunce bude blízko konce své dosavadní fáze, ale není jisté, zda Země přežije až do plné fúze galaxií.

Z hlediska dynamiky galaxie je možné, že Sluneční soustava bude gravitačně vychýlena — může zůstat v hlavním tělese výsledné galaxie, může být vyvržena na oběžnou dráhu v halo, nebo dokonce vymrštěna do mezihvězdného prostoru. Všechny tyto scénáře jsou však jen statistické pravděpodobnosti; žádný z nich není zaručen.

Jak to bude vypadat na noční obloze?

Pro případné pozorovatele v naší Galaxii by sloučení bylo ohromujícím dramatem: Andromeda by se postupně zvětšovala na noční obloze, stala by se rozlehlejším a výrazně jasnějším objektem a při blízkém průchodu by vznikly jasné prstence, jazyky plynu a nové hvězdné shluky. Výrazné optické efekty by mohly trvat stovky milionů až miliardy let.

Simulace a měření

Vědci používají numerické simulace, které berou v úvahu hmotnost galaxií, rozložení hvězd a temné hmoty a také pozorované rychlosti a směry pohybu. Zásadní byl rok 2012, kdy pozorování Hubbleova vesmírného dalekohledu umožnila změřit tangenciální složku pohybu Andromedy a ukázala, že ta je malá ve srovnání s kolmo směřující rychlostí. Pozdější měření a studie tyto závěry upřesnily, ale základní scénář — že ke sloučení dojde — zůstává v platnosti.

Proč jsou takové kolize běžné?

Ve vesmíru jsou galaxie obklopeny rozsáhlými halo tmavé hmoty. Gravitační interakce mezi těmito haly vedou k tomu, že galaxie na sebe působí a časem se slučují. Mnoho velkých galaxií (včetně Mléčné dráhy a Andromedy) v minulosti pohltilo menší satelitní galaxie — příkladem je SagDEG (Sagittarius Dwarf) nebo další trpasličí galaxie. Případ galaxií Antény ilustruje, jak dramatické mohou být průběhy sloučení dvou velkých spirálních galaxií.

Co si z toho odnést

Kosmická srážka Andromedy a Mléčné dráhy je fascinující příklad dlouhodobé dynamiky vesmíru. Pro lidstvo je to událost vzdálená miliardy let — tedy mimo časový rámec našich současných generací — ale představuje důležitý proces, kterým se formují a vyvíjejí velké galaxie. Díky dalším pozorováním a lepším simulacím budeme schopni ještě přesněji určit detaily jejího průběhu a vlivu na strukturu výsledné galaxie.

Otázky a odpovědi

Otázka: Kdy dojde ke srážce Mléčné dráhy a Andromedy?

Otázka: Jak rychle se Andromeda blíží k Mléčné dráze?

Otázka: Bylo před rokem 2012 známo, zda dojde ke srážce Mléčné dráhy s Andromedou?

Otázka: Jak vědci dospěli k závěru, že ke srážce Mléčné dráhy a Andromedy určitě dojde?

Otázka: Srazila se Andromeda v minulosti s jinou galaxií?

Otázka: Co se očekává, že se stane, až se Andromeda srazí s Mléčnou dráhou?

Otázka: Jsou srážky mezi galaxiemi běžné?

Hledání podle dopisu