ปรากฎว่าเราคิดผิดเมื่อกาแล็กซีของเราจะชนกับแอนโดรเมดา

นักดาราศาสตร์ทราบมาระยะหนึ่งแล้วว่าทางช้างเผือกและกาแลคซีแอนโดรเมดาจะชนกันในอนาคต การเดาที่ดีที่สุดสำหรับการนัดพบครั้งนั้นคือประมาณ 3.75 พันล้านปีต่อจากนี้

แต่ตอนนี้ กการศึกษาใหม่จาก Data Release 2 จากภารกิจ Gaia ของ ESA กำลังนำความชัดเจนมาสู่การชนกันในอนาคตนี้

การชนกันโดยรวมมีประโยชน์มากกว่าแค่ทางช้างเผือกและแอนโดรเมดา (M31) กาแลคซีทั้งสองเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มกาแลคซีที่เรียกว่ากลุ่มท้องถิ่นและกลุ่มท้องถิ่นมีสมาชิกรายใหญ่อันดับสามคือดาราจักรสามเหลี่ยม (M33)

แม้ว่ากลุ่มท้องถิ่นจะมีกาแลคซีอื่นๆ อยู่ก็ตาม แต่ทั้งสามแห่งที่กล่าวมาข้างต้นนั้นประกอบขึ้นเป็นมวลส่วนใหญ่

ในจำนวนทั้งสามนั้น แอนโดรเมดามีมวลมากที่สุด ทางช้างเผือกมีมวลมากเป็นอันดับสอง และสามเหลี่ยมมีมวลที่สาม

กลุ่มกาแลคซีในท้องถิ่น รวมถึงแอนโดรเมดาและทางช้างเผือก (วิกิพีเดียคอมมอนส์/อันโตนิโอ ซิกโคเลลลา)

กลุ่มท้องถิ่นประกอบด้วยกาแลคซีต่างๆ มากกว่า 54 กาแลคซี แม้ว่าส่วนใหญ่เป็นกาแลคซีแคระซึ่งมีแรงโน้มถ่วงติดอยู่กับกาแลคซีใหญ่ทั้งสามแห่ง ศูนย์กลางแรงโน้มถ่วงของกลุ่มนี้อยู่ระหว่างทางช้างเผือกกับแอนโดรเมดา

แม้ว่ากการชนกันคาดการณ์มาระยะหนึ่งแล้ว แต่ก็ยังมีความไม่แน่นอนอยู่มาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอื่นๆ เช่นอาร์เรย์พื้นฐานที่ยาวมาก(VLBA) ได้ให้หลักฐานเชิงสังเกตสำหรับการชนกันครั้งนี้

ด้วยข้อมูลดังกล่าว นักดาราศาสตร์สามารถเรียนรู้ได้เพียงเล็กน้อยว่าวงโคจรของแอนโดรเมดาและสามเหลี่ยมมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป

แอนโดรเมดาและสามเหลี่ยมเป็นกาแลคซีกังหันทั้งคู่ เช่นเดียวกับทางช้างเผือก และพวกมันอยู่ห่างจากเราประมาณ 2.5 ถึง 3 ล้านปีแสง

พวกมันยังอยู่ใกล้พอที่จะโต้ตอบด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งทำให้การคาดการณ์การชนไม่ชัดเจน

นี่คือที่มาของภารกิจ Gaia ของ ESA

"เราจำเป็นต้องสำรวจการเคลื่อนที่ของกาแลคซีในรูปแบบ 3 มิติเพื่อค้นพบว่าพวกมันเติบโตและพัฒนาได้อย่างไร และอะไรสร้างและมีอิทธิพลต่อลักษณะและพฤติกรรมของมัน" Roeland van der Marel ผู้เขียนนำจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ในบัลติมอร์กล่าว สหรัฐอเมริกา

"เราสามารถทำเช่นนี้ได้โดยใช้ชุดข้อมูลคุณภาพสูงชุดที่สองที่เผยแพร่โดย Gaia"

ภารกิจไกอากำลังสร้างแผนที่ 3 มิติของกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา และกำลังทำเช่นเดียวกันกับบางส่วนของกลุ่มท้องถิ่นด้วย

แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์อย่างฮับเบิลจะให้มุมมองที่คมชัดเกี่ยวกับสมาชิกคนอื่นๆ ในกลุ่มท้องถิ่น แต่ก็ไม่ได้ให้การวัดตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของดวงดาวแต่ละดวงอย่างแม่นยำ นั่นคือภารกิจของไกอา

"เรารวมข้อมูลไกอาเพื่อระบุดาวฤกษ์หลายพันดวงในกาแลคซีทั้งสองแห่ง และศึกษาว่าดาวฤกษ์เหล่านี้เคลื่อนที่ภายในดาราจักรได้อย่างไร" Mark Fardal ผู้เขียนร่วมจาก STScI กล่าวเสริม

แม้ว่าไกอามีเป้าหมายหลักเพื่อศึกษาทางช้างเผือก แต่ก็มีพลังมากพอที่จะมองเห็นดาวฤกษ์มวลมากและสว่างเป็นพิเศษในบริเวณใกล้ ๆ ที่จะกำเนิดดาวฤกษ์ แม้แต่ในกาแลคซีที่อยู่นอกเหนือเราเองก็ตาม

ในอดีต เมื่อนักดาราศาสตร์ใช้ฮับเบิลและหอสังเกตการณ์อื่นๆ เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของสมาชิกที่ใหญ่ที่สุดสามกลุ่มของกลุ่มท้องถิ่น พวกเขาพบความเป็นไปได้สองประการ

ดาราจักรสามเหลี่ยมนั้นอยู่ในวงโคจรรอบแอนโดรเมดาที่ยาวอย่างไม่น่าเชื่อถึงหกพันล้านปี แต่ได้ตกลงไปในอดีตแล้ว หรือกำลังอยู่ในฤดูใบไม้ร่วงครั้งแรก

แต่ละสถานการณ์สะท้อนถึงเส้นทางการโคจรที่แตกต่างกัน รวมถึงประวัติการก่อตัวและอนาคตที่แตกต่างกันสำหรับกาแลคซีแต่ละแห่ง

แต่ตอนนี้ไกอาได้ให้ข้อมูลแก่นักดาราศาสตร์มากขึ้นในการทำงานด้วย ไม่เพียงแต่เผยให้เห็นว่ากาแลคซีเคลื่อนที่ผ่านอวกาศอย่างไร แต่ยังแสดงอัตราการหมุนของพวกมันด้วย

ข้อมูลอัตราการหมุนรอบตัวนี้เป็นที่ปรารถนามานานแล้ว นับตั้งแต่นักดาราศาสตร์เริ่มศึกษาการกำเนิดและวิวัฒนาการของกาแลคซีเมื่อร้อยปีก่อน และในที่สุดไกอาก็ได้บรรลุผลสำเร็จ

“ในที่สุดหอดูดาวที่ก้าวหน้าพอๆ กับ Gaia ก็ทำได้” โรแลนด์กล่าว “นี่เป็นครั้งแรกที่เราวัดได้ว่า M31 และ M33 หมุนรอบตัวเองบนท้องฟ้าอย่างไร นักดาราศาสตร์เคยมองว่ากาแลคซีเป็นโลกที่กระจุกตัวกันซึ่งไม่สามารถแยก 'เกาะ' ออกจากกันได้ แต่ตอนนี้เรารู้เป็นอย่างอื่นแล้ว”

"ต้องใช้เวลา 100 ปีและ Gaia กว่าจะวัดอัตราการหมุนรอบตัวเองที่แท้จริงขนาดจิ๋วของ M31 ซึ่งเป็นเพื่อนบ้านกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ใกล้ที่สุดของเราได้ในที่สุด ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจธรรมชาติของกาแลคซีได้มากขึ้น"

นักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการศึกษานี้ได้รวมข้อมูลที่มีอยู่เข้ากับข้อมูลใหม่จาก Gaia Release 2 เพื่อสร้างภาพที่แม่นยำมากขึ้นว่า Andromeda และ Triangulum เคลื่อนที่ผ่านอวกาศอย่างไร

พวกเขาสามารถคาดการณ์สิ่งนี้ในอดีตและอนาคตได้หลายพันล้านปี

“ความเร็วที่เราพบแสดงให้เห็นว่า M33 ไม่สามารถอยู่ในวงโคจรยาวรอบ M31 ได้” Ekta Patel ผู้เขียนร่วมจากมหาวิทยาลัยแอริโซนา สหรัฐอเมริกา กล่าว "แบบจำลองของเรามีมติเป็นเอกฉันท์ว่า M33 จะต้องอยู่ใน M31 ครั้งแรก"

วิถีกาแล็กซี (E. Patel/G. Besla/มหาวิทยาลัยแอริโซนา/R. van der Marel/STScI)

การศึกษายังเปิดเผยเพิ่มเติมถึงสิ่งที่เตรียมไว้สำหรับทางช้างเผือกและแอนโดรเมดา แทนที่จะเป็นการชนกัน (ซึ่งเรียกอย่างแม่นยำว่าปฏิกิริยาไทดัลเนื่องจากไม่มีดาวหรือดาวเคราะห์ใดที่จะชนกัน) จะมีการปะทะแบบชำเลืองมองมากกว่า

และแทนที่จะเกิดขึ้นในประมาณ 3.75 พันล้านปี มันจะเกิดขึ้นในประมาณ 4.5 พันล้านปี วุ้ย

บทความใหม่และข้อมูลใหม่จาก Gaia ยังให้ความกระจ่างว่ากาแลคซีอย่างแอนโดรเมดาและสามเหลี่ยมก่อตัวและพัฒนาอย่างไร

Timo Prusti นักวิทยาศาสตร์โครงการ ESA Gaia กล่าวว่าการค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจของเราว่ากาแลคซีวิวัฒนาการและโต้ตอบกันอย่างไร “เราเห็นลักษณะที่ไม่ธรรมดาทั้งใน M31 และ M33 เช่น กระแสน้ำที่บิดเบี้ยว หางของก๊าซและดวงดาว หากกาแลคซีไม่เคยมารวมกันมาก่อน สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถถูกสร้างขึ้นโดยพลังที่รู้สึกได้ระหว่างการควบรวม”

บางทีพวกมันอาจก่อตัวขึ้นจากการมีอันตรกิริยากับดาราจักรอื่น หรือโดยพลศาสตร์ของก๊าซภายในดาราจักรเอง”

บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดยจักรวาลวันนี้- อ่านบทความต้นฉบับ-