Космічний танець Молочного Шляху: Чи обертається наша галактика навколо чогось?

Оригінальна стаття опублікована на сайті Space.com. 24 Канал публікує її в перекладеному та адаптованому вигляді.

Читайте на сайті Таємниця марсіанського супутника: Фобос схоже, далеко не той чим його вважали вчені

Молочний чи Молочний Шлях, як правильно? Міжнародний астрономічний союз офіційно не затверджував назву нашої галактики. Та у науковій спільноті її називають саме Молочний Шлях, або Галактика з великої літери, щоб не сплутати з іншими галактиками. В Україні також правильно використовувати народну назву Молочний Шлях, однак ми дотримуємося загальноприйнятої в науковій спільноті назви. 

Як все працює?

Щоб зрозуміти чи обертається Молочний Шлях навколо чогось, нам потрібно заглибитися в орбітальну механіку. Коли два об'єкти діють один на одного під дією гравітаційних сил, вони обертаються навколо спільного центру мас.

Ця точка, якщо уявити її у меншій системі, була б точкою рівноваги, де два об'єкти могли б рівномірно підтримуватися. У таких випадках, як Земля і Місяць або наша Сонячна система, набагато більша маса одного тіла (Землі або Сонця) означає, що центр маси розташовані всередині нього, змушуючи менший об'єкт рухатися по колу або еліптичній траєкторії навколо нього.

Коли ми збільшуємо масштаб до розмірів галактик, все стає складнішим. Молочний Шлях є частиною колекції галактик, відомої як Місцева група.

До цієї групи входять:

• Молочний Шлях,
• галактика Андромеди,
• менша галактика Трикутник,
• а ще кілька карликових галактик, включаючи Велику і Малу Магелланові Хмари.

У цій групі Молочний Шлях і Андромеда є найбільшими об'єктами. Їхні порівняні маси означають, що центр мас їх системи лежить між двома галактиками. Оскільки поблизу немає значно більшого об'єкта, Молочний Шлях і Андромеда, по суті, обертаються одна навколо одної.

Однак природа цієї орбіти відрізняється від простіших, більш звичних орбіт нашої Сонячної системи. Було б дивно говорити, що Молочний Шлях обертається навколо чогось, адже це означає, що існує більший об'єкт. Натомість обидві галактики перебувають на переважно радіальних орбітах.

Це можна описати, як сценарій, коли два об'єкти рухаються прямо назустріч один одному, тягнучись виключно шляхом їхнього взаємного гравітаційного тяжіння. Це суто радіальна орбіта, хоча шлях Молочного Шляху не є ідеально радіальним через невеликий боковий рух.

Нас чекає катастрофа космічних масштабів… Але дуууже повільна

Ці радіальні орбіти означають, що Молочний Шлях і Андромеда перебувають на шляху зіткнення. Приблизно через 4,5 мільярди років дві галактики зіткнуться. Однак, через величезні відстані між окремими зірками, пряме зіткнення малоймовірне. Натомість галактики проходитимуть одна крізь одну і врешті-решт зіллються.

Галактика M31 Андромеда / Фото NASA

Потім галактики розвернуться і знову зійдуться разом. І протягом сотень мільйонів або мільярдів років вони фактично зіллються в одну велику галактику. Це злиття, ймовірно, трансформує структуру обох галактик, перетворивши їх зі спіралей на еліптичні галактики і потенційно спричинить утворення нових зірок через нагрівання газу в їхніх спіральних рукавах.

А що, якщо збільшити масштаби?

У масштабах, більших за Місцеву групу, поняття орбіт стає ще менш визначеним. Сама Місцева група рухається в просторі під впливом гравітаційного тяжіння Скупчення Діви, масивного скупчення з кількох сотень галактик на відстані близько 65 мільйонів світлових років від нас.

Попри це тяжіння Місцева група ніколи не досягне Скупчення Діви через прискорення розширення Всесвіту, яке розтягує Молочний Шлях швидше, ніж гравітація може його притягнути.

Дивіться також Астрофізики зафіксували незвичну поведінку чорних дір: це "Зірки Смерті" нашого Всесвіту

Отже, хоча Молочний Шлях не обертається навколо жодного більшого об'єкта, він перебуває у складних гравітаційних відносинах з Андромедою та іншими галактиками Місцевої групи. Ця динаміка врешті-решт призведе до драматичного злиття, формуючи майбутню структуру нашої галактики та її сусідів.

За межами Місцевої групи взаємодія гравітації та космічного розширення диктує рух скупчень галактик, ілюструючи складний і постійно мінливий балет Всесвіту.