Столкновение галактик уже началось
Этим миром правят чудовища. Громадные монстры, пожирающие себе подобных без стыда и жалости. Имя этим жестоким каннибалам — галактики, и мы живём в утробе одного из них. Но как бы ты ни был могуч, всегда найдётся рыба покрупнее. Рано или поздно даже такая массивная галактика, как Млечный Путь, станет чьим-нибудь обедом — будет разорвана в клочья и поглощена.
И, судя по последним данным, катастрофа может случиться слишком скоро. Что будет, когда галактики столкнутся?
Смерть и новое рождение
Галактики живут весьма бурной жизнью. Всё их существование — непрерывная борьба за превосходство. С момента образования первых звёздных скоплений сильные пожирали слабых. Галактики сталкивались, чёрные дыры в их центрах сливались, образуя все более массивные гравитационные ловушки, способные удерживать подле себя всё больший объём вещества и притягивать ещё более крупных оппонентов. Этот жестокий процесс получил название галактического каннибализма, и именно благодаря ему сформировалась структура Вселенной в том виде, который мы наблюдаем сейчас. И борьба ещё не окончена.
Наша галактика Млечный Путь — крупный зверь. Один из самых массивных в ближайшем космическом окружении, которые астрономы называют Суперкластером Девы. В данный кластер входят несколько связанных гравитационными узами групп, в частности наша. Местная группа галактик, включающая в себя Млечный Путь, Туманность Андромеды (М31) и Треугольник (МЗЗ) и несколько десятков карликовых галактик. У одного только Млечного Пути насчитывается 14 галактик-спутников, у Андромеды их порядка 19, и все они находятся в непрерывном взаимодействии, которые земные обитатели не в состоянии даже заметить без высокоточных астрономических приборов. Но это ненадолго. Вскоре нашей галактике предстоит нелёгкое испытание — столкновение с Андромедой.
Андромеда была открыта и описана ещё в XVII веке, но тогда её считали всего лишь туманностью, аморфным облаком космического газа и пыли, расположенным в нашей галактике. Лишь 100 лет назад выдающийся американский астроном Эдвин Хаббл открыл человечеству глаза: туманность М31 — не часть Млечного Пути, а самостоятельная структура, превосходящая по размерам наш звёздный дом. Это открытие «самонадеянного выскочки» (в ту пору Хабблу было всего 35 лет, и учёные умы старой школы нещадно его критиковали) изменило представление о Вселенной. Позднее астрономы, используя эффект Доплера, определили, что Андромеда несётся в нашу сторону с умопомрачительной скоростью 100— 140 км/с. Если учесть, что сегодня расстояние между Млечным Путём и Андромедой оценивается в 2,5 млн световых лет, галактики столкнутся примерно через 4,5-6 млрд лет, что приведёт к полному разрушению их спиральных структур и образованию эллиптической сверхгалактики Мле-комеда.
Избежать катастрофы нельзя, можно лишь морально подготовиться и надеяться на лучшее.
Эффект Доплера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемой наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физика Кристиана Доплера.
Причина эффекта Доплера заключается в том, что, когда источник волн движется в направлении наблюдателя, каждый последующий гребень волны выходит из положения, более близкого к наблюдателю, чем гребень предыдущей волны. Таким образом, каждой последующей волне необходимо немного меньше времени, чтобы добраться до наблюдателя, чем предыдущей волне. Следовательно, время между приходом последовательных гребней волн на наблюдателя сокращается, вызывая увеличение частоты.
Раньше чем думали
Впрочем, проблемы нужно решать по мере поступления. Тем более что учёные не устают подкидывать нам, грешным, более актуальные страшилки. Оказывается, репетиция межгалактического коллапса идёт уже сейчас. В эту самую минуту. Ещё в конце 1950-х годов астрономы заметили, что диск Млечного Пути не плоский, а принимает в сечении форму интеграла, то есть загибается вверх с одной стороны и вниз — с другой. Кроме того выяснилось, что по диску галактики идёт рябь, как от брошенного в воду камня. Выдвигались теории об эффектах межгалактического магнитного поля, о возмущениях, оставшихся от древних столкновений,воздействии гало тёмной материи, — которую мы не можем наблюдать, но фиксируем её гравитацию, — но расчёты достоверно не подтвердили ни одну из этих версий. Долгие годы астрономы ломали голову над вопросом, что же искривляет тело нашего дома и родителя?
Разгадку подсказали данные, добытые орбитальным телескопом Европейского космического агентства (ESA) Gaia. 25 апреля 2018 года ESA сообщило о создании самой детализированной в истории человечества трехмерной карты галактики. Буквально месяц спустя учёные заметили на карте следы столкновения нашей галактики с другой, более мелкой, расположенной в созвездии Стрельца, произошедшего 300-900 млн лет назад. На протяжении миллионов лет Млечный Путь медленно откусывал по кусочку от своей карликовой спутницы, пока та окончательно не обеднела и не приняла нынешнюю неправильную форму. Наш же родной монстр в результате взаимодействия обзавёлся новым спиральным рукавом, называемым в часть донора рукавом Стрельца. Но не это главное. Астрономы заметили, что характер гравитационного возмущения соответствует тому, которое сейчас изгибает галактический диск. Прямо сейчас наша галактика сталкивается с другой массивной структурой! Что это за объект и что процесс сулит Солнечной системе, учёным ещё предстоит выяснить, потому как, наблюдая изнутри, проблематично сразу оценить полную картину.
Это не больно
В свете вышесказанного прекрасное далёко не вселяет оптимизма и обещает быть ещё каким жестоким. Но космологи сохраняют поистине каменную невозмутимость, чего и всем советуют. По их мнению, панические настроения беспочвенны. Велика ли вероятность, что блоха, сидящая на спине кавалеристской лошади, погибнет в Бородинском сражении? Вот и планета Земля, извините, точно такая же блоха.
4,5 млрд лет — это неописуемо долго. Этого времени оказалось достаточно, чтобы зажглось Солнце, сформировались планеты, занялась заря жизни и родились на свет мы с вами. И, судя по скоротечности исторических вех и смертоубийственности новых изобретений, сомнительно, что человечество, по крайней мере, в нынешней его форме, дотянет до момента столкновения титанических звёздных дисков. Даже если роду людскому посчастливится наблюдать это грандиозное событие, никаких потрясений мы, скорее всего, не почувствуем. А всё потому, что плотность вещества в галактиках ничтожно мала — всего лишь одна миллиардная доля грамма в кубическом километре, — а межзвёздные пустыни просто огромны. Например, ближайшая звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,24 св. года от нас. При таких масштабах две звезды имеют столько же шансов столкнуться, как и пульки для пейнтбола, выпущенные в Москве и Минске. Резкий всплеск гамма- и рентгеновского излучения, спровоцированный волной звездообразования, будет представлять для нашей планетарной системы куда большую опасность, но от него Землю вполне сможет защитить гелиосфера и собственное магнитное поле.
Кроме того, новейшие открытия говорят, что прежние пессимистические расчёты оперировали некорректными данными относительно весовых категорий гигантов Местной галактической группы. Ранее считалось, что при относительно одинаковых поперечных размерах дисков Андромеды и нашей галактики (110 и 100 тыс. св. лет соответственно), М31 почти в три раза превосходит по массе Млечный Путь. В этом случае судьба нашей галактики предрешена: её бы разорвала и поглотила колоссальная гравитация оппонента. Однако теперь астрономы выяснили, что Андромеда значительно легче, чем предполагалось, — «всего» 800 млрд солнечных масс. При этом Млечный Путь оказался на порядок больше и тяжелее. В конце 2019 года международная команда учёных с помощью космического телескопа Hubble и спутника Gaia рассчитала точную массу нашей галактики с учётом тёмной материи и недавно обнаруженной внешней рукавообразной структуры под называнием Кольцо Единорога. Согласно этим данным, диск галактики простирается на 220 тыс. св. лет, а его масса в 830 млрд раз превосходит Солнце. Проще говоря, Млечный Путь и Андромеда оказались практически близнецами, а значит, их столкновение пройдёт по совершенно иному сценарию. Галактики встретятся по касательной, и вместо катастрофы нас ожидает относительно медленный танец и постепенное слияние с образованием эллиптической сверхгалактики.
С 12%-й вероятностью во время столкновения Солнечная система будет выброшена за пределы формирующейся Млекомеды. Но даже в этом случае гравитационные силы Солнца сумеют удержать планеты на местах и сохранить порядок. Самым страшным ударом станет утрата прекрасного звёздного неба над головой, когда наша система превратится в осиротевший объект, одиноко блуждающий в межгалактическом пространстве.
Но куда же без традиционной ложки дёгтя. Даже если первые этапы формирования Млекомеды пройдут гладко, расслабляться не стоит. Столкновение галактических ядер приведёт к образованию по-настоящему могущественной сверхмассивной чёрной дыры, которая примется поглощать вещество бывших звёздных рукавов и приведёт к слиянию всех галактик группы. В этом случае на месте нашего мирного уголка зажжётся подлинный космический монстр — квазар, самый яркий и опасный объект видимой Вселенной.
Впрочем, к тому моменту Солнце должно войти в фазу стремительно расширяющегося красного гиганта и почти в 300 раз увеличиться в размерах, так что у потомков человечества появятся проблемы поважнее.
© Кирилл Рогачёв
