Сблъсъкът на Млечния път и Андромеда е неизбежен: процесът вече е започнал

ОЩЕ: Галактиката Андромеда се оказа канибал

Склонни сме да мислим за звездите като за неподвижни обекти в небето, с изключение на бавното им движение на запад по небето, докато Земята се върти. Реалността обаче е различна – звездите се движат, но поради огромните разстояния в междузвездното пространство това движение до голяма степен не се забелязва. Има изключения като звездата на Барнард в съзвездието Змиеносец. Тази незабележима звезда червено джудже се движи с 10,39 дъгови секунди всяка година (за сравнение, пълната Луна е с диаметър 1900 дъгови секунди).

Могат да се наблюдават друг тип звезди – хиперскоростни звезди (HVSs), и те са сред най-бързите обекти в Галактиката. Те се определят като звезди, които имат скорост от порядъка на 1000 км в секунда; за сравнение Земята пътува през Космоса със скорост от около 30 км в секунда! Първата е открита през 2005 г., но оттогава са открити редица HVS и някои от тях имат потенциала да избягат от Млечния път.

Обикновено движението на звездите е резултат от тяхното движение около центъра на галактиката. На нашата собствена звезда Слънцето са нужни 220 милиона години, за да направи една обиколка около центъра на Млечния път. Смята се, че произходът на високата скорост на HVS произтича от гравитационните взаимодействия между двойни звезди и черни дупки. Идеята е предложена от Джак Гилбърт Хилс, специалист по звездна динамика, роден на 15 май 1943 г. В този процес черна дупка (звездна или свръхмасивната черна дупка в галактичния център) улавя една звезда от двойна звездна система, докато другата бива изхвърлена при висока скорост. Други теории включват изхвърляне на една звезда от бинарна звездна система, когато другата стане свръхнова, или от галактически взаимодействия.

За да разберат взаимодействията между Млечния път и Андромеда, учени под ръководството на Лукас Гюлзов от Института по астрофизика в Германия трябвало да извършат усърдни анализи. Първо трябвало да разберат относителното движение на двете галактики, след това – да моделират гравитационния потенциал на цялата система – това е общото ускорение, действащо върху обект във всяка позиция във всяка от галактиките по всяко време. Накрая екипът генерирал симулации на звездното движение, за да моделира траекториите на HVS.

Изследването изчислява траекториите на 18 милиона HVS за два различни сценария, като се вземат предвид двете галактики с еднаква маса, а другата – с Млечния път с около половината от масата на галактиката Андромеда. Началните позиции на HVS в симулацията били произволно генерирани около центъра на Андромеда. Посоките на изхвърляне били произволни и резултатите показали, че 0,013 и 0,011 процента от HSV сега са в радиус от 50 kpc около центъра на Млечния път.

При изследване  на скоростта на HVS с двете симулации учените установили, че много от тях запазват приблизително първоначалната си скорост. Интересното е, че поради времето, необходимо за пътуването, значителна част може да се развие извън основната последователност по време на тяхното пътешествие. Някои от HVS се забавят достатъчно, за да бъдат уловени от Млечния път.

ОЩЕ: Нашата Галактика се оказа извънредно бедна

Екипът картографирал симулираното положение на звездите спрямо небето и сравнил данните с високоскоростните позиции на звездите от данните на Gaia (версия 3). Учените установили, че разпределението на симулираното положение съответства на данните от Gaia. Изследването заключава, че е много вероятно HVS от Андромеда наистина да мигрират към Млечния път.

Въпреки че не се очакват хиляди, те се очаква да се разпределят равномерно около центъра на Млечния път. Възможно е дори да ги открием въз основа на скоростта и траекториите на звездите, но са необходими допълнителни изследвания в тази насока.