Zderzenie galaktyk
Zderzenie galaktyk – zjawisko astronomiczne, które zachodzi, gdy dwie lub więcej galaktyk zbliża się lub nachodzi na siebie, w wyniku czego na ciała w galaktyce działa też pole grawitacyjne innej galaktyki, zaburzając ruch ciał w galaktyce. Proces taki trwa zwykle setki milionów lat i często prowadzi do połączenia się galaktyk w jedną.
Odległości między gwiazdami w galaktykach są znacznie większe od gwiazd, a nawet układów planetarnych wokół nich, dlatego w czasie zderzenia galaktyk dochodzi do bardzo niewielu kolizji gwiazd. Mijanie się gwiazd zaburza jednak orbity okrążających je planet, niszcząc niektóre układy planetarne. Z drugiej strony, mieszanie się obłoków międzygwiazdowych prowadzi do powstawania nowych gwiazd i układów planetarnych.
Kolizje galaktyk są powszechnym zjawiskiem w ewolucji Wszechświata. Galaktyki mają rozmiary rzędu setek tysięcy lat świetlnych, a wewnątrz grup galaktyk ich wzajemne odległości wyrażają się w milionach lat świetlnych. Najpowszechniejsze są zderzenia małych galaktyk satelitarnych z dużymi galaktykami spajającymi grawitacyjnie grupę.
Przebieg zderzenia
Galaktyki nie są ciałami sztywnymi, a ciała niebieskie znajdujące się na ich obrzeżach są słabo związane siłami grawitacyjnymi z pozostałą częścią galaktyki. Gdy galaktyki zbliżą się do siebie, przyciąganie grawitacyjne przyciąga je ku sobie. Bliższe części galaktyk przyciągają się silniej, a dalsze słabiej. Objawia się to jako siły pływowe deformujące galaktyki; galaktyki zostają rozciągnięte, z ich zewnętrznych części tworzą się ogony pływowe.
Niekiedy zderzenie dużej galaktyki spiralnej z mniejszą może doprowadzić do powstania nietypowej galaktyki pierścieniowej, zachowującej częściowo dawną strukturę (dysk).
„Galaktyczny kanibalizm”
Gdy do dużej galaktyki zbliży się mała, zostanie silnie rozciągnięta przez siły pływowe, tracąc pierwotny kształt i stając się strumieniem gwiazd. Gwiazdy w takim strumieniu, które powstawały w innych warunkach niż gwiazdy galaktyki, w której obecnie się znalazły, odróżniają się składem chemicznym lub stadium rozwoju od sąsiednich gwiazd, często też poruszają się odmiennie od nich, np. po orbitach nachylonych względem dysku galaktycznego. Cechy te umożliwiają rozpoznanie pozostałości po wchłoniętych galaktykach.
Fazy łączenia się galaktyk
Faza pierwsza
Galaktyki zbliżają się do siebie, ich kształt pozostaje praktycznie niezmieniony. Przykładem tej fazy jest Galaktyka Wir i jej mniejszy towarzysz – NGC 5195).
Faza druga
Galaktyki przenikają się, ich kształt bardzo się zmienia; w przypadku zderzenia galaktyk spiralnych ramiona mogą przekształcić się w strumienie gwiazd rozciągających się daleko od jąder. Przykładem tej fazy zderzenia jest para galaktyk NGC 4676 A/B).
Faza trzecia
Galaktyki mieszają się, przestaje być widoczne, które partie należą do której galaktyki. Przykładem tej fazy zderzenia są galaktyki NGC 4038 i 4039).
Zderzenia w historii Drogi Mlecznej
Z mniejszymi towarzyszami
Droga Mleczna w swojej historii pochłonęła wiele mniejszych galaktyk[1]. Śladami po takim „galaktycznym kanibalizmie” są strumienie i grupy gwiazd, poruszające się wspólnie po orbitach odmiennych od większości gwiazd Galaktyki[2]. Takimi małymi satelitami, które są aktualnie pochłaniane przez Drogę Mleczną, są niedawno odkryte nieregularne galaktyki karłowate w Strzelcu (SagDIG) i Wielkim Psie. Podobny los spotka w przyszłości prawdopodobnie również Obłoki Magellana; część gazu (neutralnego wodoru) z tych galaktyk już teraz tworzy długi Strumień Magellaniczny, łączący je z Drogą Mleczną.
Przyszłe zderzenie z galaktyką Andromedy
Przypuszcza się, że za około 4,5 miliarda lat Drogę Mleczną czeka kolizja z większą Galaktyką Andromedy (M31)[3]. Nawet jeśli nie dojdzie do zderzenia centralnego, już pierwsze bliskie przejście dwóch tak wielkich obiektów zaburzy ich kształt, a ostatecznie, po kolejnych ok. trzech miliardach lat, galaktyki zleją się w jedną galaktykę eliptyczną. Zbliżenie galaktyk zapoczątkuje intensywne procesy gwiazdotwórcze, wskutek zagęszczenia lub wręcz zderzenia obłoków międzygwiazdowych.
Przez lata głównym problemem w opracowaniu scenariuszy zderzenia była nieznana prędkość tangencjalna M31, czyli składowa prędkości styczna do sfery niebieskiej – istniała możliwość, że obie galaktyki mogą się minąć. Wyniki obserwacji Kosmicznego Teleskopu Hubble’a opublikowane w maju 2012 roku wskazują, że galaktyki zderzą się[4].
Przypisy
- ↑ Krzysztof Hełminiak: Satelity Drogi Mlecznej... czyli co się stanie, gdy podejdziesz za blisko. Urania - Postępy Astronomii, 2004. [dostęp 2014-01-13]. [zarchiwizowane z tego adresu (2005-03-06)]. (pol.).
- ↑ R. Ibata i B. Gibson, Duchy dawnych galaktyk, Świat Nauki 05/07
- ↑ Evan Gough: Thanks to Gaia, We Now Know Exactly When We’ll be Colliding with Andromeda. Universe Today, 2019-02-12. [dostęp 2022-07-23]. (ang.).
- ↑ NASA's Hubble Shows Milky Way is Destined for Head-on Collision with Andromeda Galaxy. HubbleSite News Center, 2012-05-31. [dostęp 2012-06-01]. (ang.).
Linki zewnętrzne
- Taking measure of the Andromeda halo: a kinematic analysis of the giant stream surrounding M31 (ang.)
- Galactic Chemical Evolution (ang.)
- Uncovering CDM halo substructure with tidal streams (ang.)
- The New Galaxy: Signatures of its Formation (ang.)
- The Ghost of Sagittarius and Lumps in the Halo of the Milky Way (ang.)
Media użyte na tej stronie
The Advanced Camera for Surveys (ACS), the newest camera on NASA/ESA Hubble Space Telescope, has captured a spectacular pair of galaxies engaged in a celestial dance of cat and mouse or, in this case, mouse and mouse.
Located 300 million light-years away in the constellation Coma Berenices, the colliding galaxies have been nicknamed "The Mice" because of the long tails of stars and gas emanating from each galaxy. Otherwise known as NGC 4676, the pair will eventually merge into a single giant galaxy.Autor: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team STScI/AURA), Licencja: CC BY 3.0
The Whirlpool Galaxy (Spiral Galaxy M51, NGC 5194) is a classic spiral galaxy located in the Canes Venatici constellation.
Out of this whirl: The Whirlpool Galaxy (M51) and companion galaxy
The graceful, winding arms of the majestic spiral galaxy M51 (NGC 5194) appear like a grand spiral staircase sweeping through space. They are actually long lanes of stars and gas laced with dust.
This sharpest-ever image, taken in January 2005 with the Advanced Camera for Surveys aboard the NASA/ESA Hubble Space Telescope, illustrates a spiral galaxy's grand design, from its curving spiral arms, where young stars reside, to its yellowish central core, a home of older stars. The galaxy is nicknamed the Whirlpool because of its swirling structure.
The Whirlpool's most striking feature is its two curving arms, a hallmark of so-called grand-design spiral galaxies. Many spiral galaxies possess numerous, loosely shaped arms that make their spiral structure less pronounced. These arms serve an important purpose in spiral galaxies. They are star-formation factories, compressing hydrogen gas and creating clusters of new stars. In the Whirlpool, the assembly line begins with the dark clouds of gas on the inner edge, then moves to bright pink star-forming regions, and ends with the brilliant blue star clusters along the outer edge.
Some astronomers believe that the Whirlpool's arms are so prominent because of the effects of a close encounter with NGC 5195, the small, yellowish galaxy at the outermost tip of one of the Whirlpool's arms. At first glance, the compact galaxy appears to be tugging on the arm. Hubble's clear view, however, shows that NGC 5195 is passing behind the Whirlpool. The small galaxy has been gliding past the Whirlpool for hundreds of millions of years.
As NGC 5195 drifts by, its gravitational muscle pumps up waves within the Whirlpool's pancake-shaped disk. The waves are like ripples in a pond generated when a rock is thrown in the water. When the waves pass through orbiting gas clouds within the disk, they squeeze the gaseous material along each arm's inner edge. The dark dusty material looks like gathering storm clouds. These dense clouds collapse, creating a wake of star birth, as seen in the bright pink star-forming regions. The largest stars eventually sweep away the dusty cocoons with a torrent of radiation, hurricane-like stellar winds, and shock waves from supernova blasts. Bright blue star clusters emerge from the mayhem, illuminating the Whirlpool's arms like city streetlights.
The Whirlpool is one of astronomy's galactic darlings. Located 31 million light-years away in the constellation Canes Venatici (the Hunting Dogs), the Whirlpool's beautiful face-on view and closeness to Earth allow astronomers to study a classic spiral galaxy's structure and star-forming processes.
Credit:
NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team STScI/AURA)
About the Image
NASA caption Id: heic0506a Type: Observation Release date: 25 April 2005, 06:00 Related releases: heic0506 Size: 11477 x 7965 px
About the Object
Name: Messier 51, Whirlpool Galaxy Type: • Local Universe : Galaxy : Type : Spiral • Galaxies Images/Videos Distance: 25 million light years
Colours & filters
Band Wavelength Telescope Optical B 435 nm Hubble Space Telescope ACS Optical V 555 nm Hubble Space Telescope ACS Optical H-alpha + Nii 658 nm Hubble Space Telescope ACS Infrared I 814 nm Hubble Space Telescope ACS.
Original caption from NASA: “This NASA Hubble Space Telescope image of the Antennae galaxies (NGC 4038 & 4039) is the sharpest yet of this merging pair of galaxies. During the course of the collision, billions of stars will be formed. The brightest and most compact of these star birth regions are called super star clusters.”
“ The two spiral galaxies started to interact a few hundred million years ago, making the Antennae galaxies one of the nearest and youngest examples of a pair of colliding galaxies. Nearly half of the faint objects in the Antennae image are young clusters containing tens of thousands of stars. The orange blobs to the left and right of image center are the two cores of the original galaxies and consist mainly of old stars criss-crossed by filaments of dust, which appear brown in the image. The two galaxies are dotted with brilliant blue star-forming regions surrounded by glowing hydrogen gas, appearing in the image in pink.”
Original NASA caption reads:
"Astronomy textbooks typically present galaxies as staid, solitary, and majestic island worlds of glittering stars.
But galaxies have a wild side. They have flirtatious close encounters that sometimes end in grand mergers and overflowing "maternity wards" of new star birth as the colliding galaxies morph into wondrous new shapes.
Today, in celebration of the Hubble Space Telescope's 18th launch anniversary, 59 views of colliding galaxies constitute the largest collection of Hubble images ever released to the public. This new Hubble atlas dramatically illustrates how galaxy collisions produce a remarkable variety of intricate structures in never-before-seen detail.
Astronomers observe only one out of a million galaxies in the nearby universe in the act of colliding. However, galaxy mergers were much more common long ago when they were closer together, because the expanding universe was smaller. Astronomers study how gravity choreographs their motions in the game of celestial bumper cars and try to observe them in action.
For all their violence, galactic smash-ups take place at a glacial rate by human standards - timescales on the order of several hundred million years. The images in the Hubble atlas capture snapshots of the various merging galaxies at various stages in their collision.
Most of the 59 new Hubble images are part of a large investigation of luminous and ultra- luminous infrared galaxies called the GOALS project (Great Observatories All-sky LIRG Survey). This survey combines observations from Hubble, NASA's Spitzer Space Telescope, NASA's Chandra X-ray Observatory, and NASA's Galaxy Evolution Explorer. The majority of the Hubble observations are led by Aaron S. Evans of the University of Virginia, Charlottesville, the National Radio Astronomy Observatory, and Stony Brook University.Autor: SiriusB, Licencja: CC-BY-SA-3.0
Simulation of interacting galaxies, after fly-by. See Image:Interacting Galaxies 1.png for more information.
