Как умирают галактики?

Achernar
Как умирают галактики?
03.08.2018


Не хочется пугать вас преждевременно, но наша галактика Млечный Путь действительно вскоре столкнется с ближайшей к нам спиральной галактикой – Андромедой. Мы писали об этом детальнее в материале «Столкновение галактик Млечный Путь и Андромеда». Произойдет столкновение не скоро, лишь через несколько миллиардов лет, но последствия в некоторых случаях могут быть катастрофическими.

    Даже с учетом крупных расстояний между звездами, следует ожидать как минимум несколько столкновений, при которых могут образоваться черные дыры. Также, под влиянием изменяющейся гравитации некоторые звезды могут попросту вылететь из галактики и остаться одиночными странствующими путниками.

Наряду с этим, спиральная структура обеих галактик будет разрушена. Согласно всем текущим компьютерным моделям, после столкновения образуется одна гигантская эллиптическая галактика Млекомеда.

Для нас такое развитие событий выглядит как разрушение или катаклизм, но для вселенной это вполне естественный процесс эволюции галактики. Мы знаем о столкновении с Андромедой, но смотря во Вселенную ученые на регулярной основе наблюдают и другие подобные ситуации.
Гравитационные столкновения

Галактики держаться недалеко друг от друга благодаря взаимной гравитации и вращению вокруг общего центра масс. Взаимодействия между галактиками широко распространены. Особенно, если речь идет о крупной галактике и ее спутниках. Очень часто они приближаются на столь близкие расстояния, что спутниковая галактика начинает взаимодействовать с одним из спиральных рукавов материнской галактики.

В других случаях все происходит по сценарию слияния, если спутниковая галактика прямиком сталкивается с материнской. Если одна из двух галактик существенно крупнее, она, вероятнее всего, сохранит свою форму. В то же время меньшая будет разделена или полностью поглотится, став частью крупной галактики.


Такие столкновения не являются редкостью. Например, считается, что даже надвигающаяся Андромеда ранее сталкивалась как минимум с одной другой галактикой. Несколько карликовых галактик, таких как Карликовая эллиптическая галактика в Стрельце, прямо сейчас находятся в процессе столкновения с Млечным Путем, предполагая полное слияние.

Но, как мы уже писали ранее, повсеместные физические столкновения между звездами или планетами маловероятны из-за их отдаленности, поэтому слово «столкновение» не совсем подходит под это определение. Его нужно воспринимать не в буквальном смысле.


Итак, при столкновениях крупные галактики полностью поглощают мелкие, разрывая их на части и сохраняя звезды под воздействием гравитации. Но, когда встречаются две схожие по размеру галактики, такие как Андромеда и Млечный Путь, формируется одна гигантская эллиптическая галактика. При этом разрушается спиральная структура, которая в дальнейшем фактически не заметна.

    Такие взаимодействия также могут повлечь за собой процесс звездообразования. При столкновении галактик огромные облака водорода собираются и сжимаются, что в результате приводит к гравитационным коллапсам. Кроме этого, каждое столкновение быстрее состаривает галактику, ведь большая часть газа превращается в звезды.

Когда происходит подобное столкновение с масштабным звездообразованием, наиболее молодые и горячие звезды взрываются как сверхновые, а на горизонте остаются только старые, более холодные красные звезды с продолжительным жизненным циклом. Именно поэтому в гигантских эллиптических галактиках отмечается огромное количество красных звезд и малая активность звездообразования.


    В галактике Андромеда содержится около 1 триллиона звезд. В Млечном Пути – около 300 миллиардов.

Несмотря на эти невероятные цифры, вероятность столкновений остается небольшой ввиду столь же огромных расстояний между ними. Однако у каждой из галактик в центре находятся сверхмассивные черные дыры, которые сблизятся около центра новообразованной галактики Млекомеды.

Это слияние черных дыр приведет к передаче энергии звездам, которые в течение миллионов лет будут перемещаться на более высокие орбиты. Когда две черные дыры сблизятся на расстояние 1 светового года друг от друга, они начнут излучать гравитационные волны, которые продолжат излучать орбитальную энергию до полного слияния.

    Газ, поглощенный комбинированной черной дырой, может создать светящийся квазар или активное ядро, образующееся в центре галактики. Также, последствиями слияния черных дыр может стать выбивание звезд из большой эллиптической галактики, в результате чего эти звезды будут отдаляться с гиперскоростью, унося с собой свои планеты.

Сегодня галактические столкновения – это распространенная черта в нашей Вселенной. Астрофизики часто имитируют их на компьютерах, с учетом реалистичной модели физики, гравитационных сил, рассеивания газа и звездообразования.