Jak będzie wyglądało zderzenie Drogi Mlecznej z Galaktyką Andromedy?

Jak pewnie większość z Was dobrze wie, za około 3,75 miliarda lat nasza rodzima Galaktyka - Droga Mleczna zderzy się ze swoją większą sąsiadką - Galaktyką Andromedy (M31). Tak naprawdę wtedy ten proces dopiero się rozpocznie i w ludzkiej skali czasu nie będzie przebiegał szybko i gwałtownie, ale dla gwiazd zamieszkujących naszą Galaktykę i M31 będzie to wydarzenie niezwykle dynamiczne. Jesteśmy bowiem niemal przekonani, że obie duże galaktyki nie ominą się, tylko dojdzie do ich kolizji, w wyniku której już nic dla obu światów nie będzie takie samo. 

Wizualizacje na YouTubie pomagają nam wyobrazić sobie w jaki sposób ten proces będzie przebiegał i co to oznacza dla obu galaktyk. Jeśli dojdzie do kolizji, niemalże pewnym jest, że jądra obu galaktyk (będące supermasywnymi czarnymi dziurami) finalnie złączą się w jedno większe jądro, tworząc jedną super-galaktykę. Jeszcze niedawno zderzenie galaktyk, jak również ich bliskie przejście obok siebie były tak samo prawdopodobne. Dzisiaj, dzięki zespołowi astronomów pracujących przy Kosmicznym Teleskopie Hubble'a możemy powiedzieć ze znacznie większą pewnością, że jednak na bliskim przelocie się nie skończy i czeka nas coś niezwykłego w jeszcze bardziej niezwykłej i niecodziennej dla człowieka skali. 

Dla naszego Układu Słonecznego zderzenie galaktyk wcale nie musi oznaczać końca, a jedynie nowy początek w innym otoczeniu. Nasze Słońce wówczas będzie już powoli zmierzało ku końcowi swojego aktywnego życia, a rozrastając się do rozmiarów czerwonego olbrzyma, najprawdopodobniej pochłonie Ziemię lub w najlepszym razie, sprawi, że nasz Dom stanie się najbliższą Słońcu planetą w naszym układzie. Możemy jednak spać spokojnie jeśli chodzi o ewentualne niekorzystne dla nas skutki zderzenia galaktyk. Odległości między gwiazdami będącymi na peryferiach galaktyki (tak jak Słońce) są na tyle duże, że najprawdopodobniej duża większość gwiazd uchowa się, jedynie zbliżając do gwiazd z innej galaktyki. Możemy więc powiedzieć, że Droga Mleczna i Galaktyka Andromedy się przenikną. Tyle szczęścia nie będą miały gwiazdy położone bliżej jądra galaktyki, gdzie odległości między nimi są znacznie mniejsze, a przecież to w tym właśnie rejonie ma nastąpić bodaj najbardziej spektakularne zdarzenie w trakcie całej kolizji, poprzedzające ostateczne połączenie się jąder. Mam tutaj na myśli wyrzucenie spoza Galaktyki gwiazd ulokowanych w jej centralnej części. Prawdopodobnie niczym pociski (przy czym o wiele szybsze) opuszczą tworzącą się Nową Galaktykę i ich dalszy los będzie niepewny.

Wiemy już jakie skutki będzie miała kolizja obu galaktyk, jednak jak będzie wyglądało to zjawisko?

W tym przypadku najlepiej odnieść się do przykładów innych galaktyk przeżywających właśnie to, co już "niebawem" czeka i nas. Początkowa faza zderzenia może wyglądać podobnie jak obiekt o oznaczeniu Arp 272 skatalogowany w Atlasie Osobliwych Galaktyk (Atlas of Peculiar Galaxies), zawierającym zbiór 338 najciekawszych galaktyk i stworzonym przez amerykańskiego astronoma Haltona Arpa.

Źródło: HST/en.wikipedia.org

Jest to para galaktyk spiralnych NGC 6050A (IC 1179A) - po lewej oraz NGC 6050B (IC 1179B) - po prawej, znajdujące się w Gromadzie Galaktyk w Herkulesie (Abell 2151). Powyższe zdjęcie zostało wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a i umieszczone w jubileuszowym albumie z okazji 18-tej rocznicy urodzin teleskopu (tj. 18 lat od startu misji STS-31 promu Discovery z HST na pokładzie).
Galaktyki te dzieli od nas dystans ok. 450 mln ly. Z kolei średnica łączących się galaktyk wynosi prawdopodobnie nieco powyżej 150 tys ly, więc oba obiekty są porównywalne wielkościowo z Naszą Galaktyką i Andromedą, jednak obie są o ok. 1/4 średnicy mniejsze (Droga Mleczna ma średnicę ok.100 tys. ly, a Andromeda Glx 140 tys. ly)
Arp 272 znajduje się w pierwszych momentach zderzenia, pomiędzy NGC 6050A, a NGC 6050B widzimy ich zewnętrzne ramiona, które prawdopodobnie już się połączyły, tworząc pierwszą część wspólną obu galaktyk. Oba obiekty bardzo przypominają naszą Galaktykę i Galaktykę Andromedy - wizualnie nieco większa NGC 6050A jest galaktyką spiralną, która może odpowiadać swoim zachowaniem Andromedzie, z kolei NGC 6050B to galaktyka spiralna przypominająca nieco galaktykę spiralną z poprzeczką (choć prawdopodobnie nią nie jest - być może była ), jednak wygląda podobnie do Drogi Mlecznej, która ma poprzeczkę.

Obie galaktyki będą następnie się tasowały, dążąc do złączenia swoich jąder. Taka sytuacja ma miejsce w przypadku znanego Miłośnikom astronomii obiektu zwanego Kwintetem Stephana, czyli grupy 5 galaktyk z naszej perspektywy wyglądających na położone blisko siebie. 

Źródło: wikipedia.org (napisy dodane przez Mikołaja Sabata)

Tak naprawdę jest to nie kwintet, a raczej kwartet galaktyk, bo 4 z nich są powiązane ze sobą grawitacyjnie, natomiast NGC 7320 położona jest ok. 2,5 raza bliżej nas niż pozostałe, czyli ok. 100 mln ly od nas.

Ozdobą Kwintetu Stephana są 3 niesamowicie bliskie sobie galaktyki: NGC 7318A, NGC 7318B oraz NGC 7319. Na pierwszy rzut oka NGC 7318 A i B wyglądają jak jedna galaktyka, jednak w rzeczywistości są one przykładem kolidujących ze sobą galaktyk, obecnie wchodzących w stadium łączenia się jąder. Tak więc oba obiekty wykonują ze sobą taniec, który niebawem (że tak zażartuję z perspektywy ludzkiego życia ) zostanie zwieńczony powstaniem jednej, dużej galaktyki.
Z kolei NGC 7319 wygląda jak zdeformowana galaktyka spiralna i w istocie tak jest. Najprawdopodobniej ona również kiedyś niebezpiecznie zbliży się do łączących się sąsiadek albo właśnie minęła się z nimi, zaburzając kształt swoich ramion.

Krajobraz nowo powstałej Galaktyki po zderzeniu powinien przypominać inny bardzo osobliwy obiekt widoczny na niebie z północnej półkuli przez cały rok - Galaktykę Cygaro (M82) z Wielkiej Niedźwiedzicy. 

Źródło: © Dietmar Hager, Torsten Grossmann

Przez teleskop możemy dostrzec tutaj nieregularne i postrzępione zarysy galaktyki. Zdeformowane ramiona i swój niepowtarzalny wygląd, Galaktyka Cygaro zawdzięcza właśnie galaktycznemu spotkaniu. Miało ono miejsce ok. 600 mln lat temu, kiedy bardzo blisko M82 przeleciała Galaktyka Bodego oznaczona w Katalogu Messiera numerem 81. Mimo, że nie było to zderzenie, widzimy jak wielkie skutki za sobą pociągnęło. To daje nam obraz, jak wielką siłą jest wzajemne oddziaływanie dwóch galaktyk. Za ok. 6,5 mld lat podobny obraz zniekształconej galaktyki spiralnej będzie widoczny w przypadku naszej nowej super galaktyki. Jednak pamiętajmy, że M82 nie można nazwać galaktyką nieregularną, choć jeszcze parę lat temu sądzono, że nią jest, obecnie wiemy, że należy zaliczyć ją do galaktyk spiralnych z poprzeczką - jest więc podobna do naszej Drogi Mlecznej. Ostatnim skutkiem spotkania, o jakim chcę wspomnieć, a być może i najważniejszym jest gwałtowne zintensyfikowanie procesów gwiazdotwórczych występujących w takiej galaktyce. M82 Cygaro jest galaktyką burzy gwiazdowej i jednocześnie najjaśniejszą galaktyką na niebie w zakresie podczerwieni. To właśnie skutek wzmożonych procesów tworzenia się nowych gwiazd, zainicjowany właśnie oddziaływaniem z inną dużą galaktyką.

Podobne zwiększenie liczby rodzących się gwiazd będzie miało miejsce w przypadku naszej nowej super-galaktyki. A kto wie, być może wybuchające Słońce, wyrzucając w przestrzeń pierwiastki ciężkie, dzięki którym i my mieliśmy okazję rozwinąć się na Ziemi, a które osiądą gdzieś w pobliżu rozwijającej się gwiazdy, da po raz kolejny początek nowemu życiu...