Galaktyka Andromedy i Droga Mleczna zmierzają w swoim kierunku z prędkością około 100 kilometrów na sekundę. Wiemy to od dawna. Różne szacunki i symulacje sugerowały, że obie galaktyki zderzą się w ciągu pięciu miliardów lat. Jednak nowe obliczenia wskazują, że prawdopodobieństwo kolizji w tym czasie wynosi tylko dwa proc.
Wykorzystując dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz z obserwatorium Gaia naukowcy z uniwersytetów w Helsinkach, Durham i Tuluzie symulowali, jak Droga Mleczna i Andromeda będą ewoluować w ciągu następnych 10 miliardów lat. Obecnie galaktyki wydają się być na kursie kolizyjnym i pędzą ku sobie z prędkością około 100 kilometrów na sekundę. Zderzenie byłoby katastrofalne dla obu galaktyk, które uległyby zniszczeniu.
Zespół przeprowadził 100 tys. symulacji obu galaktyk w oparciu o najnowsze dane obserwacyjne i odkrył, że istnieje około 50-procentowa szansa, że w ciągu następnych 10 miliardów lat galaktyki miną się, a prawdopodobieństwo kolizji w ciągu pięciu miliardów lat wynosi tylko dwa proc.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature Astronomy” (DOI: 10.1038/s41550-025-02563-1).
Kolizja Drogi Mlecznej z Andromedą
– Nie uważamy, że poprzednie obliczenia były błędne. Wręcz przeciwnie, gdy zaczynamy od tych samych założeń, odtwarzamy wcześniejsze wyniki – powiedział Till Sawala z Uniwersytetu Helsińskiego. – Jednakże teraz odkrywamy, że wcześniejsze przewidywanie zderzenia Drogi Mlecznej z Andromedą jest tylko jedną z kilku możliwości. Oczywiście los Grupy Lokalnej nie jest chaotyczny – dzięki jeszcze lepszym danym będziemy mieć jednoznaczną odpowiedź na pytanie, czy Droga Mleczna i Andromeda połączą się, czy nie, więc nasze badanie z pewnością nie jest ostatecznym słowem w tej sprawie – dodał.
Kolizja Drogi Mlecznej z Andromedą była przewidywana przez naukowców od lat. Według tych szacunków zderzenie ma nastąpić za około pięć miliardów lat i zostało uznane za niemal nieuniknione. Droga Mleczna i Andromeda należą do większej struktury określanej jako Grupa Lokalna. W grupie tej dominującymi grawitacyjnie są Droga Mleczna i Andromeda, ale Grupa Lokalna skupia kilkadziesiąt galaktyk, które trzeba wziąć pod uwagę podczas modelowania przyszłości.
W swoich symulacjach badacze wykorzystali najnowsze dane, w tym szacunki masy czterech największych obiektów w Grupie Lokalnej – Drogi Mlecznej, Andromedy, galaktyki Trójkąta (M33, satelita Andromedy) i Wielkiego Obłoku Magellana (LMC, największy satelita Drogi Mlecznej). – Początkowo chciałem zrozumieć potencjalny wpływ szerszego środowiska kosmicznego na spotkanie Drogi Mlecznej z Andromedą, ale jak pokazujemy, w rzeczywistości istnieje wiele złożoności i niepewności nawet w stosunkowo prostych układach trzech lub czterech ciał – przyznał Sawala.
Wyniki symulacji
Obecność M33 i LMC w symulacjach znacząco zmieniła prawdopodobieństwo zderzenia Drogi Mlecznej z Andromedą. Gdy symulacje obejmowały tylko dwie duże galaktyki, połączenie następowało w nieco mniej niż połowie symulacji. Dodanie M33 zwiększyło prawdopodobieństwo połączenia, ale zamienienie jej na LMC miało odwrotny skutek. Gdy wszystkie cztery galaktyki były obecne w symulacjach, prawdopodobieństwo zderzenia Drogi Mlecznej z Andromedą w ciągu 10 miliardów lat wyniosło nieco ponad 50 procent.
W połowie z symulacji Droga Mleczna i Andromeda mają bliskie spotkanie, tracąc wystarczająco dużo energii, aby ostatecznie zderzyć się. Jednak w większości przypadków następuje to w ciągu 8 do 10 miliardów lat. Tylko w 2 procentach przypadków zderzenie następuje w ciągu 5 miliardów lat. W większości innych przypadków dwie galaktyki mijają się w tak dużej odległości, że nadal ewoluują niezakłócone przez bardzo długi czas.
– Wcześniejsze badania uwzględniały tylko najbardziej prawdopodobną wartość każdej zmiennej. My przeprowadziliśmy wiele tysięcy symulacji, które pozwoliły nam uwzględnić wszystkie niepewności obserwacyjne – powiedział Sawala.
– Wszechświat jest dynamicznym miejscem, które nieustannie ewoluuje. Widzimy, jak zewnętrzne galaktyki często zderzają się i łączą z innymi galaktykami, czasami tworząc coś na kształt kosmicznych fajerwerków, gdy gaz, wtłoczony do centrum pozostałości po połączeniu, zasila centralną czarną dziurę, emitując ogromną ilość promieniowania, zanim nieodwołalnie wpadnie do dziury. Do tej pory myśleliśmy, że taki los czeka naszą galaktykę Drogi Mlecznej. Teraz wiemy, że istnieje bardzo duża szansa, że unikniemy tego przeznaczenia. Kiedy widzę wyniki naszych obliczeń, jestem zdumiony, że potrafimy symulować z taką precyzją ewolucję gigantycznych zbiorów gwiazd na przestrzeni miliardów lat i określić ich ostateczny los. To dowód na potęgę fizyki w połączeniu z potęgą dużych superkomputerów – podkreślił Carlos Frenk z Uniwersytetu w Durham.
To jednak nie jest jeszcze ostateczne słowo w tej sprawie. Przyszłe obserwacje i nowe instrumenty będą w stanie udoskonalić pomiary ruchów i mas obiektów w Grupie Lokalnej, co pozwoli na bardziej szczegółowe symulacje.
Źródło: Durham University, Science Alert, Live Science, fot. NASA/ESA
