בזכות גאיה, אנו יודעים כעת בדיוק מתי נתנגש עם אנדרומדה

אסטרונומים יודעים מזה זמן כי שביל החלב וגלקסיות אנדרומדה יתנגשו בתאריך עתידי כלשהו. הניחוש הטוב ביותר למפגש הזה היה בערך 3.75 מיליארד שנים מהיום. אולם כעת מחקר חדש המבוסס על שחרור נתונים 2 ממשימת גאיה של ה- ESA מביא מעט בהירות להתנגשות עתידית זו.

יש יותר לתמונת ההתנגשות הכוללת מאשר רק שביל החלב ואנדרומדה (M31). שתי הגלקסיות הן חלק מקבוצת גלקסיות הנקראות הקבוצה המקומית, ולקבוצה המקומית יש חבר שלישי גדול, גלקסיית הטריאנגולום (M33). אף על פי שהקבוצה המקומית מכילה גלקסיות אחרות, הן השלוש הנזכרות מהוות את רוב המסה. מבין השלושה, האנדרומדה היא המסיבית ביותר, שביל החלב הוא השני המסיבי ביותר, והטריאנגולום הוא השלישי.

הקבוצה המקומית מורכבת ביותר מ- 54 גלקסיות שונות, אם כי רובן גלקסיות ננסיות, המחוברות בכבידה לשלוש הגדולות. מרכז הכבידה של הקבוצה נמצא אי שם בין שביל החלב לאנדרומדה.

אף שחזית התנגשות כבר זמן מה, עדיין יש הרבה אי וודאות. טלסקופ החלל האבל וסקופים אחרים מבוססי קרקע כמו מערך הקו הארוך מאוד (VLBA) סיפקו את הראיות התצפיתיות להתנגשות זו. עם נתונים אלה, אסטרונומים הצליחו ללמוד מעט על האופן בו מסלולי האנדרומדה והטריאנגולום השתנו עם הזמן.

אנדרומדה והטריאנגולום הן שתיהן גלקסיות ספירליות, כמו שביל החלב, והן נמצאות איפשהו במרחק של 2.5 עד 3 מיליון שנות אור מאיתנו. הם גם קרובים מספיק בכדי שאפשר יהיה לקיים אינטראקציה בכבידה, מה שממלכל את תחזיות ההתנגשות.

כאן נכנסת למשימת גאיה של ESA.

“היינו צריכים לחקור את תנועות הגלקסיות בתלת מימד כדי לגלות כיצד הם גדלו והתפתחו, ומה יוצר ומשפיע על תכונותיהם והתנהגותם.“

מחקר הסופר הראשי רוילנד ואן דר מראל, המכון למדעי טלסקופ החלל (STScI) בולטימור, ארה"ב.

“היינו צריכים לחקור את תנועות הגלקסיות בתלת מימד כדי לגלות כיצד הם גדלו והתפתחו, ומה יוצר ומשפיע על התכונות וההתנהגות שלהם,"אומר הסופר הראשי רוילנד ואן דר מראל מהמכון למדעי הטלסקופ החלל (STScI) בבולטימור, ארה"ב. "הצלחנו לעשות זאת באמצעות החבילה השנייה של נתונים באיכות גבוהה ששחררה גאיה.“

משימת גאיה מכינה מפת תלת ממד של גלקסיית שביל החלב שלנו והיא עושה זאת גם עבור חלקים מהקבוצה המקומית. בעוד 'טווחים כמו האבל נותנים לנו השקפות חדות על שאר חברי הקבוצה המקומית, הם לא נותנים לנו את המדידות המדויקות של עמדות ותנועות של כוכבים בודדים. זו המשימה של גאיה.

“סרקנו את נתוני גאיה כדי לזהות אלפי כוכבים בודדים בשתי הגלקסיות, ובדקנו כיצד כוכבים אלה נעו בבתיהם הגלקטיים,"מוסיף המחבר השותף מארק פרדל, אף הוא מ- STScI. "בעוד שגאיה שואפת בעיקר לחקור את שביל החלב, היא חזקה דיה בכדי לאתר כוכבים מאסיביים ובהירים במיוחד באזורים יוצרי כוכבים סמוכים - אפילו בגלקסיות שמעבר לשלנו.“

בעבר, כאשר אסטרונומים השתמשו בהאבל ובמצפיות אחרות כדי לחקור את תנועותיהם של שלושת החברים הגדולים בקבוצה המקומית, הם מצאו שתי אפשרויות. או שגלקסיית הטריאנגולום נמצאת על מסלול ארוך במיוחד של שישה מיליארד שנה סביב אנדרומדה, אך כבר נפל לתוכו בעבר, או שהיא נמצאת כעת בסתיו הראשון שלה. כל תרחיש משקף מסלול מסלולי אחר, וכך היסטוריית תצורה שונה ועתיד לכל גלקסיה.

אבל עכשיו גאיה העבירה לאסטרונומים נתונים רבים יותר לעבוד איתם. לא זו בלבד שהיא חושפת כיצד הגלקסיות עוברות בחלל, היא מראה את קצב הסיבוב שלהן. נתונים קצב סחרור זה נחשק זה מכבר, מאז החלו אסטרונומים ללמוד היווצרות והתפתחות גלקסיות לפני מאה שנה וגאיה סיפקה סוף סוף.

“נדרש מצפה מתקדם כמו גאיה כדי לעשות זאת סוף סוף.“

רולנד ואן דר מראל, STScI.

“נדרש מצפה מתקדם כמו גאיה כדי לעשות זאת סוף סוף,"אומר רולנד. "לראשונה מדדנו כיצד M31 ו- M33 מסתובבים על השמים. אסטרונומים נהגו לראות בגלקסיות עולמות מקובצים שאינם יכולים להיות "איים" נפרדים, אך אנו יודעים כעת אחרת. לקח מאה שנה וגאיה למדוד סוף סוף את קצב הסיבוב האמיתי, הזעיר, של שכנתנו הגלקטית הגדולה הקרובה ביותר, M31. זה יעזור לנו להבין יותר על אופי הגלקסיות.“

החוקרים שעומדים מאחורי המחקר שילבו נתונים קיימים עם הנתונים החדשים של גאיה שחרור 2 כדי ליצור תמונה מדויקת יותר של האנדרומדה והטריאנגולום עוברים בחלל. הם הצליחו להקרין את זה לעבר ולעתיד במשך מיליארדי שנים.

“המהירויות שמצאנו מראות ש- M33 לא יכול להיות במסלול ארוך סביב M31, "אומר מחבר משותף Ekta Patel מאוניברסיטת אריזונה, ארה"ב. "הדגמים שלנו מרמזים פה אחד כי M33 חייבת להיות בהכניסה הראשונה ל- M31.“

המחקר גילה גם יותר מהאפשרויות לשביל החלב ואנדרומדה. במקום התנגשות (שנקראת בצורה מדויקת יותר אינטראקציה של גאות ושפל מכיוון שאף כוכב ים או כוכבי לכת לא היו עשויים להתנגש אי פעם), יש יותר מכה מבט. ובמקום להתרחש בעוד 3.75 מיליארד שנים, זה יהיה בעוד 4.5 מיליארד שנים. פו!

“ממצא זה הוא קריטי להבנתנו כיצד גלקסיות מתפתחות ומתקשרות. "

טימו פרוסטי, מדען פרויקט גאיה של ESA

העיתון החדש, והנתונים החדשים מגאיה, שופכים גם מעט אור על איך גלקסיות כמו אנדרומדה וטריאנגולום מתפתחות ומתפתחות.

“ממצא זה הוא קריטי להבנתנו כיצד גלקסיות מתפתחות ומתקיימות אינטראקציה, " אומר טימו פרוסטי, מדען פרויקט גאיה של ESA. "אנו רואים תכונות חריגות הן M31 והן M33, כמו נחלים מעוותים וזנבות גז וכוכבים. אם הגלקסיות לא התאגדו לפני כן, אלה לא היו יכולים להיווצר על ידי הכוחות שהורגשו במהלך מיזוג. אולי הם נוצרו באמצעות אינטראקציות עם גלקסיות אחרות, או על ידי דינמיקת גז בתוך הגלקסיות עצמן.

מקורות:

• נייר מחקר: ראשית גאיה דינמיקה של מערכת אנדרומדה: תנועות נכונות של DR2, מסלולים וסיבוב של M31 ו- M33
• הודעה לעיתונות של ESA: GAIA עוצרת מהירות חדשה להתנגשות שביל החלב-אנדרומדה
• משימת GAIA של ESA