Astronomie

Wie viel Überlappung werden die Andromeda-Galaxie und die Milchstraße haben, wenn sie kollidieren?

Wie viel Überlappung werden die Andromeda-Galaxie und die Milchstraße haben, wenn sie kollidieren?


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Messungen der Blauverschiebung von Andromeda lassen schließen, dass die Entfernung zwischen der Andromeda-Galaxie und der Milchstraße abnimmt und sie in einigen Milliarden Jahren "kollidieren" werden.

Die Blauverschiebung ergibt nur die radiale Komponente des Geschwindigkeitsvektors von Andromeda. Nach meinem Verständnis ist die Messung der Tangentialkomponente entscheidend, um festzustellen, ob es tatsächlich zu einer "Kollision" kommt (in einem gravitativ gebundenen Zweikörpersystem muss die relative Geschwindigkeitskomponente zeigen, damit punktförmige Körper kollidieren können). genau zum anderen Körper, d. h. die Tangentialkomponente muss verschwinden).

Galaxien sind nicht punktförmig, so dass eine kleine Tangentialkomponente ungleich Null zu einer Kollision führen könnte, bei der sich zumindest einige Galaxienarme kreuzen.

Wurde die Tangentialgeschwindigkeit gemessen? Wenn das so ist, wie? Wie zentral ist die Kollision (Beule in Beule, Beule in Arme, Arme in Arme)?


Diese Seite vom Juni 2012 enthält eine ziemlich detaillierte Zusammenfassung von drei Veröffentlichungen, die sich mit dem Tangentialgeschwindigkeits- und Kollisionsproblem beschäftigt haben. Ich zitiere ein paar ausgewählte Bits von dieser Seite:

Andromeda (M31) und die Milchstraße sind die beiden größten Galaxien in der kleinen Gruppe von Galaxien, die als Lokale Gruppe bezeichnet wird. Im Moment ist M31 etwa 770 kpc von unserer Galaxie entfernt, aber Doppler-Messungen der Sichtliniengeschwindigkeiten seiner Sterne haben lange gezeigt, dass es unaufhaltsam auf uns zufällt. Die genaue Art der Kollision ist jedoch bisher unbekannt geblieben. Wird es ein Fehlschuss, ein flüchtiger Schlag oder ein Frontalzusammenstoß sein? Dies hängt von der Eigenbewegung (Seitwärtsbewegung) von Andromeda am Himmel ab, die extrem schwer zu messen ist.
Endlich gelingt es den Autoren dieser Studie, außergewöhnlich genaue Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der Tangentialbewegung von M31 über einen Zeitraum von fünf bis sieben Jahren zu sammeln, und diese Daten beseitigen jeden Zweifel, dass Andromeda dazu bestimmt ist, zuzuschlagen und mit unserem Milky . zu verschmelzen Weg in vier Milliarden Jahren. Die Triangulum-Galaxie M33, die drittmassereichste Galaxie der Lokalen Gruppe, die an M31 gebunden ist, wird sich wahrscheinlich dem kosmischen Boom anschließen (mit einer kleinen Chance, dass M33 zuerst die Milchstraße trifft).
Das Endergebnis ist, dass M31 eine Radialgeschwindigkeit in Bezug auf die Milchstraße von etwa -109 km/s und eine Tangentialgeschwindigkeit von etwa 17,0 km/s (<34,3 km/s bei 1-Sigma-Konfidenz) hat. Diese Zahlen implizieren eindeutig, dass der Geschwindigkeitsvektor der Andromeda-Galaxie statistisch mit einer radialen (Frontalkollision) Umlaufbahn in Richtung der Milchstraße übereinstimmt. Dies bedeutet, dass das Milchstraße-M31-System gebunden ist und dass die beiden Galaxien verschmelzen werden, wie in Papier III weiter untersucht wird.
Die Simulationen zeigen, dass die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie in Übereinstimmung mit der in Papier II für M31 abgeleiteten radialen (Frontalkollision) Umlaufbahn verschmelzen werden und dass das erste „Perizentrum“ (nächste Annäherung) bei etwa 4 Gyr von jetzt. Für unsere Milchstraße hat die Begegnung eine Wahrscheinlichkeit von 72,2%, prograd zu sein (die Galaxie dreht sich in die gleiche Richtung wie der Vorbeiflug). In 41,0 % der Monte-Carlo-Bahnen macht M31 einen direkten Treffer mit unserer Milchstraße, wobei die Autoren einen „direkten Treffer“ als eine Begegnung mit einem ersten Perizentrumsabstand von weniger als 25 kpc definieren. Die beiden Galaxien werden schließlich nach 5,9 Gyr verschmelzen, und das radiale Massenprofil der Verschmelzungsreste wird deutlich ausgedehnter sein als die ursprünglichen Einzelprofile. Grob gesagt folgt dieses Profil dem für elliptische Galaxien charakteristischen $R^{1/4}$-Gesetz, in Übereinstimmung mit den Vorhersagen aus den numerischen Simulationen großer Verschmelzungen von Spiralgalaxien.

Ich bemerke, dass $25 ext{ kpc} = 25.000 ext{ pc} cong 81.540 ext{ ly}$ ist und dass die Milchstraße nur etwa 100.000 ly im Durchmesser hat, also ist die Definition des "direkten Treffers" ziemlich hier eine beachtliche Distanz.


Was passiert, wenn Andromeda und die Milchstraße kollidieren?

Was passiert, wenn die Andromeda-Galaxie mit der Milchstraße kollidiert? erschien ursprünglich auf Quora: der Ort, um Wissen zu erwerben und zu teilen, Menschen zu befähigen, von anderen zu lernen und die Welt besser zu verstehen.

Antworten durch Martin Silvertant, Amateurastronom, Forscher, Autor, auf Quora:

Die Milchstraße und Andromeda werden ihren Gezeitenzug in ungefähr 3,75 Milliarden Jahren beginnen, und die Kollision zwischen Milchstraße und Andromeda wird unweigerlich in ungefähr 4 Milliarden Jahren stattfinden.

Die Milchstraße hat eine Masse von geschätzten 8,5 × 1011 M☉ (Sonnenmasse). Andromeda hat ungefähr 1,23 × 1012 M☉. Wenn die beiden Galaxien in weiteren 2 Milliarden Jahren [1] verschmelzen, werden sie zu einer riesigen 2,08 × 1012 M☉ elliptischen Galaxie namens Milkdromeda oder Milkomeda. Da die Milchstraße etwa 200 Milliarden Sterne und Andromeda etwa 500 Milliarden Sterne enthält, wird die fusionierte Galaxie etwa 700 Milliarden Sterne aufweisen, bevor sie auch die Triangulum-Galaxie in die Höhe reißt.

Nachfolgend finden Sie eine hervorragende Beschreibung der vorhergesagten/simulierten Wechselwirkung zwischen den beiden Galaxien:

Die interagierenden Antennengalaxien im Sternbild Corvus. Diese verschmelzenden Galaxien bieten einen schönen Einblick in den galaktischen Tanz, der in etwa 4 Milliarden Jahren zwischen der Milchstraße und Andromeda stattfinden wird.

Obwohl sich die beiden verschmelzenden Galaxien im Wesentlichen gegenseitig durchdringen und in einem Tanz auftauchen, der Milliarden von Jahren dauert, bevor sie sich niederschlägt, wird sie ein großes Sternenwachstum und eine viel höhere Rate von Supernovae entzünden, von zwei Supernovae pro Jahrhundert aufwärts auf einen pro Jahr!

Letztendlich werden auch die supermassereichen Schwarzen Löcher beider Galaxien verschmelzen. Das supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße, Sagittarius A*, hat eine Masse von etwa 4,31 × 106 M☉. Andromedas supermassives Schwarzes Loch mit der Bezeichnung P2 hat eine Masse, die 2005 mit 3–5 × 107 M☉ gemessen wurde [2]. Nehmen wir an, 4 × 107 M☉. Bei der Verschmelzung wird ein Teil der Masse als Gravitationswellen abgestrahlt. Obwohl die genaue Masse des verschmolzenen Schwarzen Lochs von den anfänglichen Umlaufbahnen, einzelnen Spins und Ausrichtungen der Spins in Bezug auf die Umlaufbahnen abhängt, könnte die Endmasse etwa 4,21 × 1077 M☉ betragen – ein Verlust von etwa 2,22 Millionen M☉ in der Prozess.

Diese Frage erschien ursprünglich auf Quora. der Ort, um Wissen zu erwerben und zu teilen, Menschen zu befähigen, von anderen zu lernen und die Welt besser zu verstehen. Du kannst Quora auf folgen Twitter, Facebook und Google+. Mehr Fragen:


Die Entdeckung der Andromeda-Galaxie

Antike Himmelsbeobachter haben wahrscheinlich viele tausend Jahre lang über die Natur dieses verschwommenen Flecks nachgedacht. Die älteste bekannte Entdeckung der Andromeda-Galaxie stammt jedoch aus dem Jahr 964 n. Chr., als ein persischer Astronom namens Abd al-Rahman al-Sufi ein Buch über „Fixed Stars“ schrieb. Darin nannte er Andromeda und notierte auch die Position der Großen Magellanschen Wolke, einer viel kleineren Satellitengalaxie unserer Milchstraße. Die Andromeda-Galaxie wurde als „kleine Wolke“ am Himmel bezeichnet.

Aber erst im 19. Jahrhundert erkannten Astronomen, wie besonders Andromeda war. Das liegt daran, dass Wissenschaftler bis vor etwa einem Jahrhundert dachten, unsere Milchstraße sei das gesamte Universum.

Seit einiger Zeit tauchten Beobachter, die ihre Teleskope zur Jagd auf Kometen nutzten, „Nebel“ auf – ein Begriff, der im Grunde jedes verschwommene Nachthimmelsobjekt bezeichnete, das kein Komet war. Solche mit spiralförmigen Formen, wie Andromeda, wurden Spiralnebel genannt. Aber im Jahr 1864 benutzte ein englischer Astronom namens Sir William Huggins ein Prisma, um die verschiedenen Lichtfarben einer Vielzahl von Nebeln zu zerbrechen und zu analysieren. Als er dies tat, bemerkte Huggins, dass sich die Lichtspektren von M31 stark von einigen dieser anderen Nebel unterschieden.


Milchstraßen-Galaxie zum Frontalabsturz mit Andromeda verurteilt

In vier Milliarden Jahren wird die Milchstraße, wie wir sie kennen, aufhören zu existieren.

Unsere Milchstraße steht vor einer Frontalkollision mit der ähnlich großen Andromeda-Galaxie, gaben Forscher heute (31. Mai) bekannt. Im Laufe der Zeit wird der riesige galaktische Zusammenstoß eine völlig neue Hybridgalaxie schaffen, die wahrscheinlich eher eine elliptische Form als die für die Milchstraße typische spiralarmierte Scheibe hat.

„Wir wissen von anderen Galaxien im Lokaluniversum um uns herum, die dabei sind, zu kollidieren und zu verschmelzen“, sagte Roeland van der Marel vom Space Telescope Science Institute in Baltimore heute gegenüber Reportern. "Das Besondere an der zukünftigen Verschmelzung der Andromeda-Galaxie und der Milchstraße ist jedoch, dass sie uns passieren wird."

Astronomen wissen seit langem, dass die Milchstraße und Andromeda, die auch als M31 bekannt ist, mit einer Geschwindigkeit von etwa 250.000 mph (400.000 km/h) aufeinander zurast. Sie haben auch schon lange vermutet, dass die beiden Galaxien in Milliarden von Jahren ineinander prallen könnten. [Milky Way knallt in Andromeda (Künstlerbilder)]

Solche Diskussionen über den zukünftigen galaktischen Absturz blieben jedoch immer etwas spekulativ, da es niemandem gelungen war, die Seitwärtsbewegung von Andromeda zu messen – eine Schlüsselkomponente des Weges dieser Galaxie durch den Weltraum.

Aber das ist nicht mehr der Fall.

Van der Marel und seine Kollegen nutzten das Hubble-Weltraumteleskop der NASA, um über einen Zeitraum von sieben Jahren wiederholt ausgewählte Regionen von Andromeda zu beobachten. Sie konnten die seitliche (oder tangentiale) Bewegung der Galaxie messen und fanden heraus, dass Andromeda und die Milchstraße tatsächlich einem direkten Treffer ausgesetzt sind.

"Die Andromeda-Galaxie bewegt sich direkt in unsere Richtung", sagte van der Marel. "Die Galaxien werden kollidieren und sie werden zu einer neuen Galaxie verschmelzen." Er und seine Kollegen erstellten auch eine Videosimulation des Absturzes der Milchstraße in Andromeda.

Diese Fusion, fügte van der Marel hinzu, beginnt in 4 Milliarden Jahren und wird in etwa 6 Milliarden Jahren abgeschlossen sein.

Ein zukünftiger kosmischer Crash

Ein so dramatisches Ereignis hat es in der langen Geschichte unserer Milchstraße, die wahrscheinlich vor etwa 13,5 Milliarden Jahren begann, noch nie stattgefunden.

"Die Milchstraße hat wahrscheinlich viele kleine, kleinere Fusionen gehabt", sagte Rosemary Wyse von der Johns Hopkins University in Baltimore, die nicht an der neuen Studie beteiligt war. "Aber diese große Fusion wird beispiellos sein."

Die Fusion stellt keine wirkliche Gefahr dar, die Erde oder unser Sonnensystem zu zerstören, sagten Forscher. Der leere Raum, der die Sterne in den beiden Galaxien trennt, wird groß bleiben, was Kollisionen oder ernsthafte Störungen unwahrscheinlich macht.

Unser Sonnensystem wird jedoch wahrscheinlich an eine andere Position in der neuen Galaxie gebootet, die einige Astronomen die "Milkomeda-Galaxie" genannt haben. Simulationen zeigen, dass wir wahrscheinlich einen Ort besetzen werden, der viel weiter vom galaktischen Kern entfernt ist als heute, sagten Forscher.

Ein neuer Nachthimmel

Und die Kollision wird unseren Nachthimmel dramatisch verändern. Wenn Menschen in etwa 3,75 Milliarden Jahren noch leben, werden sie sehen, wie Andromeda ihr Sichtfeld ausfüllt, während sie sich neben unsere eigene Milchstraße schmiegt. Für die nächsten Milliarden Jahre danach werden Sternengucker von der Fusion gebannt sein, die intensive Sternentstehungsschübe auslösen wird.

Schließlich wird in etwa 7 Milliarden Jahren der helle Kern der elliptischen Milkomeda-Galaxie den Nachthimmel dominieren, sagten Forscher. (Die Chancen, diesen Anblick zumindest von der Erde aus zu sehen, sind ziemlich gering, da die Sonne voraussichtlich in 5 oder 6 Milliarden Jahren zu einem riesigen roten Riesen aufbläht.)

In seiner 22-jährigen Geschichte hat Hubble die Sichtweise der Menschheit auf den Kosmos revolutioniert. Die neue Erkenntnis ist ein weiterer Schritt in diesem Prozess, sagten die Forscher.

"Das wirklich Aufregende an den aktuellen Messungen ist, dass es nicht um historische Astronomie geht, es geht nicht darum, in die Vergangenheit zurückzublicken, die Expansion des Universums zu verstehen", sagte John Grunsfeld, stellvertretender Administrator des Science Mission Directorate der NASA und ein ehemaliger Astronaut, der auf drei geflogen ist Space-Shuttle-Missionen, die Hubble reparierten.

"Wir freuen uns auf die Zeit, was eine weitere sehr menschliche Geschichte ist", fügte Grunsfeld hinzu. „Wir wissen gerne über unsere Vergangenheit Bescheid – woher kommen wir? Wir wissen sehr gerne, wohin wir gehen.“


Hubble bestätigt Milchstraße, Andromeda wird kollidieren

Nachthimmel kurz vor der Fusion von Milchstraße und Andromeda. Anerkennung:

Die Milchstraße steht in 4 Milliarden Jahren vor einer Frontalkollision mit der Andromeda-Galaxie, gaben Forscher des Hubble-Weltraumteleskops der NASA am 31. Mai bekannt.

Im Laufe der Zeit, so sagen sie, wird der riesige galaktische Zusammenstoß eine völlig neue Hybridgalaxie schaffen, die wahrscheinlich eher eine elliptische Form als die für die Milchstraße typische spiralarmierte Scheibe hat.

„Wir wissen von anderen Galaxien im Lokaluniversum um uns herum, die dabei sind, zu kollidieren und zu verschmelzen“, sagte Roeland van der Marel vom Space Telescope Science Institute in Baltimore gegenüber Reportern. „Das Besondere an der zukünftigen Verschmelzung der Andromeda-Galaxie und der Milchstraße ist jedoch, dass sie uns passieren wird.“

Astronomen wissen seit langem, dass die Milchstraße und Andromeda, auch bekannt als M31, mit einer Geschwindigkeit von etwa 400.000 Stundenkilometern aufeinander zurast. Sie haben auch schon lange vermutet, dass die beiden Galaxien in Milliarden von Jahren ineinander prallen könnten.

Solche Diskussionen über den zukünftigen galaktischen Absturz blieben jedoch immer etwas spekulativ, da es niemandem gelungen war, die Seitwärtsbewegung von Andromeda zu messen – eine Schlüsselkomponente des Weges dieser Galaxie durch den Weltraum.

Aber das ist nicht mehr der Fall.

Van der Marel und seine Kollegen nutzten Hubble, um über einen Zeitraum von sieben Jahren wiederholt ausgewählte Regionen von Andromeda zu beobachten. Sie konnten die seitliche – oder tangentiale – Bewegung der Galaxie messen und fanden heraus, dass Andromeda und die Milchstraße tatsächlich einem direkten Treffer ausgesetzt sind.

„Die Andromeda-Galaxie bewegt sich direkt in unsere Richtung“, sagte van der Marel. "Die Galaxien werden kollidieren und sie werden sich zu einer neuen Galaxie verschmelzen." Er und seine Kollegen erstellten auch eine Videosimulation des Absturzes der Milchstraße in Andromeda.

Diese Fusion, fügte van der Marel hinzu, beginnt in 4 Milliarden Jahren und wird in etwa 6 Milliarden Jahren abgeschlossen sein.

Wissenschaftler sagen, dass ein so dramatisches Ereignis noch nie in der langen Geschichte der Milchstraße stattgefunden hat, die wahrscheinlich vor etwa 13,5 Milliarden Jahren Gestalt annahm.

"Die Milchstraße hat wahrscheinlich viele kleine, kleinere Fusionen gehabt", sagte Rosemary Wyse von der Johns Hopkins University in Baltimore, die nicht an der neuen Studie beteiligt war. "Aber diese große Fusion wird beispiellos sein."

Die Fusion stellt keine wirkliche Gefahr dar, die Erde oder unser Sonnensystem zu zerstören, sagten Forscher. Der leere Raum, der die Sterne in den beiden Galaxien trennt, wird groß bleiben, was Kollisionen oder ernsthafte Störungen unwahrscheinlich macht.

Unser Sonnensystem wird jedoch wahrscheinlich an eine andere Position in der neuen Galaxie gebootet, die einige Astronomen die „Milkomeda-Galaxie“ genannt haben. Simulationen zeigen, dass wir wahrscheinlich einen Ort einnehmen werden, der viel weiter vom galaktischen Kern entfernt ist als heute, sagten Forscher.

Und die Kollision wird unseren Nachthimmel dramatisch verändern. Wenn Menschen in etwa 3,75 Milliarden Jahren noch leben, werden sie sehen, wie Andromeda ihr Sichtfeld ausfüllt, während sie sich neben unserer eigenen Milchstraße schmiegt, sagten Forscher. Für die nächsten Milliarden Jahre danach werden Sternengucker von der Fusion gebannt sein, die intensive Sternentstehungsschübe auslösen wird.

Schließlich wird in etwa 7 Milliarden Jahren der helle Kern der elliptischen Milkomeda-Galaxie den Nachthimmel dominieren, sagten Forscher. (Die Chancen, diesen Anblick zumindest von der Erde aus zu sehen, sind ziemlich gering, da vorhergesagt wird, dass die Sonne in 5 oder 6 Milliarden Jahren zu einem riesigen roten Riesen aufbläht.)

In seiner 22-jährigen Geschichte hat Hubble die Sichtweise der Menschheit auf den Kosmos revolutioniert. Die neue Erkenntnis ist ein weiterer Schritt in diesem Prozess, sagten die Forscher.

„Das wirklich Spannende an den aktuellen Messungen ist, dass es nicht um historische Astronomie geht, es geht nicht darum, in der Zeit zurückzublicken, die Expansion des Universums zu verstehen“, sagte John Grunsfeld, stellvertretender Administrator des Science Mission Directorate der NASA und ein ehemaliger Astronaut, der auf drei geflogen ist Space Shuttle Hubble Wartungsmissionen. „Es freut sich auf die Zeit, was eine weitere sehr menschliche Geschichte ist. Wir wissen gerne über unsere Vergangenheit Bescheid – woher kommen wir? Wir wissen sehr gerne, wohin wir gehen.“


Andromeda- und Milchstraßengalaxien berühren sich bereits, könnten früher kollidieren, als wir denken

Die neueste Entdeckung eines riesigen Halos aus heißem Gas in der Nähe der Andromeda-Galaxie zeigt, dass sich unsere Galaxien bereits berühren. Die Astronomen Nicholas Lehner von der Notre Dame University leiteten ein Forscherteam mit dem Hubble-Weltraumteleskop, um einen großen Halo aus heißem, ionisiertem Gas mit einem Durchmesser von etwa 2 Millionen Lichtjahren um den Spiralnebel herum zu untersuchen.

Die Andromeda- und Milchstraßen-Galaxie sind die größten Mitglieder einer bunt zusammengewürfelten Gruppe von etwa 54 Galaxien, genannt “the Local Group”. Spiralnebel mit fast einer Billion Sternen – doppelt so viele wie unsere Galaxie – strahlt 25 % heller und kann mit dem Oculus von Außen- und Landschaftshimmeln leicht gesehen werden. Wenn sich der kürzlich entdeckte Halo mindestens 1.000.000 Lichtjahre in unsere Richtung erstreckt, sind die Galaxie und Andromeda einer Kollision viel näher als bisher angenommen.

Lehner beschreibt Halos wegen der “gasförmigen Atmosphären von Galaxien”. Unabhängig von seiner massiven Größe ist der Nimbus von Andromeda irgendwie unsichtbar. Um den Halo zu entdecken und zu studieren, benötigten die Astrophysiker Quasare, entfernte sternähnliche Körper, die unglaubliche Energiemengen emittieren, während die Materie in die supermassereichen Schwarzen Löcher gesaugt wird. Der hellste Quasar, 3C273 in Jungfrau, kann mit einem 6-Zoll-Teleskop leicht entdeckt werden!

Quasare’-helle, isolierte Natur macht sie zu perfekten Sonden. J. Christopher Howk, Physikprofessor am Notre Dame Institute und Mitforscher, sagte:

Wenn das Licht der Quasare zum Hubble-Teleskop wandert, absorbiert das Halo-Gas einen Teil dieses Lichts und lässt den Quasar in genau einem sehr kleinen Wellenlängenbereich etwas dunkler erscheinen,”. Durch die Messung der Helligkeitsabnahme können wir feststellen, welche Menge Halo-Gas von M31 sich zwischen uns und welchem ​​bestimmten Quasar befindet.

Um den Halo von Andromeda zu entdecken, berechneten Lehner und sein Team, wie der Sonnenschein von 18 Quasaren (fünf oben gezeigt) vom Gas der Galaxie absorbiert wurde.

Astrophysiker haben Halos um 44 andere Galaxien beobachtet, aber sie haben sie nie so massereich wie Andromeda entdeckt, wo zahlreiche Quasare erreichbar sind, um ihre Reichweite offensichtlich zu skizzieren. die gegenüberliegenden 44 waren allesamt sehr weit entfernte Galaxien mit nur einem Quasar oder Informationen zur Regulierung der Halosgröße und -struktur. Es wird vorhergesagt, dass der Halo die Hälfte der Masse der Prominenten innerhalb der Spiralgalaxie selbst enthält, im Stil von heißem, weitläufigem Gas. Simulationen legen nahe, dass es sich aufgrund des Rests der Andromeda zur gleichen Zeit gebildet hat.

Die Aura, die hauptsächlich aus ionisiertem Wasserstoff besteht, — einsamen Protonen und Elektronen, ist bemerkenswert reich an schwereren Elementen, die möglicherweise von Supernovae bereitgestellt werden.

Sie explodieren im Inneren der Galaxie und blasen edle Stoffe wie Eisen, Silizium, Sauerstoff und ähnliche Elemente heftig ins All. Zuvor haben Wissenschaftler festgestellt, dass während der Lebensdauer von Andromeda fast die Hälfte aller von seinen Sternen gesammelten schweren Elemente weit außerhalb der 200.000 Lichtjahre großen Sternscheibe der Galaxie entladen wird. Sie werden die gesamte Forschungsarbeit hier und die Veröffentlichung von Hubble hier lesen. Und wenn Sie das nächste Mal in einer durchsichtigen Nacht nach einer Spiralgalaxie suchen, denken Sie daran: Sie ist näher als Sie denken!

Die neueste Entdeckung eines riesigen Halos aus heißem Gas in der Nähe der Andromeda-Galaxie zeigt, dass sich unsere Galaxien bereits berühren. Die Astronomen Nicholas Lehner von der Notre Dame University leiteten ein Forscherteam mit dem Hubble-Weltraumteleskop, um einen großen Halo aus heißem, ionisiertem Gas mit einem Durchmesser von etwa 2 Millionen Lichtjahren um den Spiralnebel zu untersuchen.

Die Andromeda- und Milchstraßen-Galaxie sind die größten Mitglieder einer bunt zusammengewürfelten Gruppe von etwa 54 Galaxien, genannt “the Local Group”. Spiralnebel mit fast einer Billion Sternen – doppelt so viele wie unsere Galaxie – strahlt 25 % heller und kann mit dem Oculus von Außen- und Landschaftshimmeln leicht gesehen werden. Wenn sich der kürzlich entdeckte Halo mindestens 1.000.000 Lichtjahre in unsere Richtung erstreckt, sind die Galaxie und Andromeda einer Kollision viel näher als bisher angenommen.

Lehner beschreibt Halos wegen der “gasförmigen Atmosphären von Galaxien”. Unabhängig von seiner massiven Größe ist der Nimbus von Andromeda irgendwie unsichtbar. Um den Halo zu entdecken und zu studieren, benötigten die Astrophysiker Quasare, entfernte sternähnliche Körper, die unglaubliche Energiemengen emittieren, während die Materie in die supermassiven Schwarzen Löcher gesaugt wird. Der hellste Quasar, 3C273 in Jungfrau, kann mit einem 6-Zoll-Teleskop leicht entdeckt werden!

Quasare’-helle, isolierte Natur macht sie zu perfekten Sonden. J. Christopher Howk, Physikprofessor am Notre Dame Institute und Mitforscher, sagte:

Wenn das Licht der Quasare zum Hubble-Teleskop wandert, absorbiert das Halo-Gas einen Teil dieses Lichts und lässt den Quasar in genau einem sehr kleinen Wellenlängenbereich etwas dunkler erscheinen,”. Durch die Messung der Helligkeitsabnahme können wir feststellen, welche Menge Halo-Gas von M31 sich zwischen uns und welchem ​​bestimmten Quasar befindet.

Um den Halo von Andromeda zu entdecken, berechneten Lehner und sein Team, wie der Sonnenschein von 18 Quasaren (fünf oben gezeigt) vom Gas der Galaxie absorbiert wurde.

Astrophysiker haben Halos um 44 andere Galaxien beobachtet, aber sie haben sie nie so massereich wie Andromeda entdeckt, wo zahlreiche Quasare erreichbar sind, um ihre Reichweite offensichtlich zu skizzieren. die gegenüberliegenden 44 waren allesamt sehr weit entfernte Galaxien mit nur einem Quasar oder Informationen zur Regulierung der Halosgröße und -struktur. Es wird vorhergesagt, dass der Halo die Hälfte der Masse der Prominenten innerhalb der Spiralgalaxie selbst enthält, im Stil von heißem, weitläufigem Gas. Simulationen legen nahe, dass es sich aufgrund des Rests der Andromeda zur gleichen Zeit gebildet hat.

Die Aura, die hauptsächlich aus ionisiertem Wasserstoff besteht, — einsamen Protonen und Elektronen, ist bemerkenswert reich an schwereren Elementen, die möglicherweise von Supernovae bereitgestellt werden.

Sie explodieren im Inneren der Galaxie und blasen edle Stoffe wie Eisen, Silizium, Sauerstoff und ähnliche Elemente heftig ins All. Zuvor haben Wissenschaftler festgestellt, dass während der Lebensdauer von Andromeda fast die Hälfte aller von seinen Sternen gesammelten schweren Elemente weit außerhalb der 200.000 Lichtjahre großen Sternscheibe der Galaxie entladen wird. Sie werden die gesamte Forschungsarbeit hier und die Veröffentlichung von Hubble hier lesen. Und wenn Sie das nächste Mal in einer durchsichtigen Nacht nach einer Spiralgalaxie suchen, denken Sie daran: Sie ist näher als Sie denken!


Es ist unvermeidlich: Milchstraße, Andromeda-Galaxie auf Kollisionskurs Colli

Astronomen wissen seit Jahren, dass unsere Milchstraße und ihr nächster Nachbar, die Andromeda-Galaxie, (alias M31) in einem Gravitationstanz zusammengezogen werden, aber niemand war sich sicher, ob die Galaxien frontal kollidieren oder aneinander vorbeigleiten würden. Genaue Messungen des Hubble-Weltraumteleskops haben nun bestätigt, dass sich die beiden Galaxien tatsächlich auf Kollisionskurs befinden und direkt auf eine kolossale kosmische Kollision zusteuern.

Im Moment kein Grund zur Panik, denn dies wird erst in weiteren vier Milliarden Jahren passieren. Und während Astronomen sagen, dass es wahrscheinlich ist, dass die Sonne in eine andere Region unserer Galaxie geschleudert wird, werden die Erde und das Sonnensystem wahrscheinlich einfach mitfahren und sind nicht in Gefahr, zerstört zu werden.

“In der ‘Worst-Case-Szenario’-Simulation prallt M31 frontal in die Milchstraße und die Sterne werden alle in verschiedene Umlaufbahnen verstreut,”, sagte Teammitglied Gurtina Besla von der Columbia University in New York, NY “Die Sternpopulationen beider Galaxien sind aneinandergereiht und die Milchstraße verliert ihre abgeflachte Pfannkuchenform mit den meisten Sternen auf fast kreisförmigen Umlaufbahnen. Die Kerne der Galaxien verschmelzen und die Sterne bewegen sich in zufälligen Umlaufbahnen, um eine elliptische Galaxie zu bilden.”

Die Simulationen, von denen Besla sprach, stammten aus präzisen Messungen von Hubble, bei denen die Bewegung von Andromeda sorgfältig bestimmt wurde, insbesondere die Seitwärtsbewegung von M31, die bisher nicht durchgeführt werden konnte.

“Dies wurde durch die wiederholte Beobachtung ausgewählter Regionen der Galaxie über einen Zeitraum von fünf bis sieben Jahren erreicht,”, sagte Jay Anderson von STScI.

Im Moment ist M31 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt, aber es fällt unaufhaltsam in Richtung Milchstraße unter der gegenseitigen Anziehungskraft zwischen den beiden Galaxien und der unsichtbaren dunklen Materie, die sie beide umgibt.

Natürlich ist die Kollision nicht wie ein Frontalzusammenstoß zwischen zwei Autos, der im Handumdrehen stattfindet. Hubble-Daten zeigen, dass es nach der Begegnung weitere zwei Milliarden Jahre dauern wird, bis die interagierenden Galaxien unter dem Zug der Schwerkraft vollständig verschmelzen und sich zu einer einzigen elliptischen Galaxie ähnlich der im Lokaluniversum üblichen Art umformen.

Astronomen sagten, dass die Sterne in jeder Galaxie so weit voneinander entfernt sind, dass sie während der Begegnung nicht mit anderen Sternen kollidieren. Die Sterne werden jedoch in unterschiedliche Umlaufbahnen um das neue galaktische Zentrum geworfen. Simulationen zeigen, dass unser Sonnensystem wahrscheinlich viel weiter vom galaktischen Kern entfernt sein wird als heute.

Es gibt auch die Komplikation des kleinen Begleiters von M31, der Triangulum-Galaxie M33. Diese Galaxie wird an der Kollision teilnehmen und möglicherweise später mit dem M31/Milchstraßen-Paar verschmelzen. Es besteht eine geringe Chance, dass M33 zuerst die Milchstraße trifft.

Die an diesem Projekt arbeitenden Astronomen sagten, dass sie die präzisen Messungen aufgrund der verbesserten Kameras auf Hubble, die während der letzten Wartungsmission installiert wurden, durchführen konnten. Dies gab Astronomen eine ausreichend lange Zeitbasis, um die kritischen Messungen durchzuführen, die erforderlich waren, um die Bewegung von M31 festzunageln.

Die Hubble-Beobachtungen und die Folgen der Fusion werden in drei Artikeln berichtet, die in einer kommenden Ausgabe des Astrophysical Journal erscheinen werden.

Diese Serie von Fotoillustrationen zeigt die vorhergesagte Verschmelzung unserer Milchstraße mit der benachbarten Andromeda-Galaxie. Bildnachweis: NASA ESA Z. Levay und R. van der Marel, STScI T. Hallas und A. Mellinger

Erste Reihe, links: Heute.
Erste Reihe, rechts: In 2 Milliarden Jahren ist die Scheibe der sich nähernden Andromeda-Galaxie merklich größer.
Zweite Reihe, links: In 3,75 Milliarden Jahren füllt Andromeda das Gesichtsfeld.
Zweite Reihe, rechts: In 3,85 Milliarden Jahren erstrahlt der Himmel mit neuer Sternentstehung.
Dritte Reihe, links: In 3,9 Milliarden Jahren geht die Sternentstehung weiter.
Dritte Reihe, rechts: In 4 Milliarden Jahren wird Andromeda durch die Gezeiten gestreckt und die Milchstraße verzogen.
Vierte Reihe, links: In 5,1 Milliarden Jahren erscheinen die Kerne der Milchstraße und Andromeda als ein Paar heller Lappen.
Vierte Reihe, rechts: In 7 Milliarden Jahren bilden die verschmolzenen Galaxien eine riesige elliptische Galaxie, deren heller Kern den Nachthimmel dominiert.


Was ist die Milchstraßenkollision?

In Milliarden von Jahren wird die Milchstraße ganz anders aussehen, wie links abgebildet. Wenn Sie zum Himmel aufblicken, können Sie eine andere ganze Galaxie sehen, die durch unsere eigene Ebene zieht, Sterne und Supernovae erzeugt und den gesamten Himmel verändert.

Obwohl sich die meisten Galaxien von uns entfernen, während sich das Universum ausdehnt, umkreisen Andromeda und die Milchstraße einander und schließen sich schnell. Kollisionen zwischen Galaxien sind nicht immer katastrophal (die Milchstraße kollidiert gerade mit der Canis-Major-Zwerggalaxie und verschluckt ihre Sterne in der galaktischen Scheibe), aber sie können die Sternentstehung in großem Maßstab auslösen und die Zahl der Supernovae erhöhen.

Wenn die Galaxien kollidieren, ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass viele Sterne direkt aufeinanderprallen, weil sie so verteilt sind, aber das zwischen den Sternen liegende Gas kann kollidieren, sich erhitzen und die Bildung neuer Sterne auslösen. Dieses interstellare Gas und dieser Staub könnten auch von existierenden Sternen angesaugt werden und ihre Masse bis zu dem Punkt erhöhen, an dem sie zur Supernova werden.

Bis die Milchstraße und Andromeda jedoch kollidieren, wird ein Großteil des Gases in beiden Galaxien aufgebraucht sein, um Sterne zu erschaffen, so dass ein “starburst” nicht stattfinden wird. Es wird jedoch keine schnelle Fusion sein, und die spiralförmige Struktur wird sich ernsthaft ändern. Wie Sie in dieser animierten Simulation des Astronomen John Dubinski der University of Toronto sehen können, werden sich die Galaxien einige Male durchdringen, und die Gravitationsstörung dieser Passage wird die Sterne wohl oder übel in den leeren Raum werfen.

Andromeda und die Milchstraße werden sich einmal durchdringen, dann für etwa eine Milliarde Jahre auseinanderfallen, dann wieder passieren und noch einmal, bis sie sich schließlich in etwa 5 Milliarden Jahren vollständig verschmelzen. Die resultierende Galaxie wird nicht wie eine der verschmolzenen Galaxien aussehen – es wird ein unscharfer Blob sein, der als elliptische Galaxie bezeichnet wird. “Milkomeda” hat einen schönen Klang und ist ein vorgeschlagener Name für die neue fusionierte Galaxie.

Wenn die Galaxien schließlich verschmelzen, besteht eine geringe Chance, dass das Sonnensystem entweder während eines der Durchgänge für kurze Zeit der Andromeda-Galaxie beitritt oder aus unserer galaktischen Scheibe in den interstellaren Raum geschleudert wird. Für eine eingehende Analyse dieser Kollision und Statistiken über die Wahrscheinlichkeit, dass die Sonne und die Planeten ausgestoßen werden, lesen Sie “The Collision Between The Milky Way and Andromeda” von Harvard-Smithsonian Astrophysikern T.J. Cox und Abraham Loeb.

Natürlich ist Andromeda nicht das einzige, was mit der Milchstraße kollidieren könnte. Derzeit befindet sich eine große Wolke aus Wasserstoffgas auf Kollisionskurs mit der Milchstraße und obwohl der Rand der Wolke bereits mit unserer Galaxie interagiert, wird sie erst in mindestens 40 Millionen Jahren ein sternenbildendes Feuerwerk auslösen. Sie wurde nach dem Astronomen, der sie 1963 entdeckte, Smith’s Cloud genannt, ist 11.000 Lichtjahre lang und 2.500 Lichtjahre breit und hat genug Wasserstoff, um eine Million Sterne mit der Masse der Sonne zu bilden. Weitere Informationen zu dieser Kollision finden Sie hier auf Universe Today und vom National Radio Astronomy Observatory.

Pamela und Fraser sprechen darüber, wie die Kollision von Milchstraße und Andromeda in der Episode vom 28. September 2008 von Astronomy Cast aussehen wird, und die Milchstraße in Episode 99.


Die vermisste Galaxie — „Der lange verschollene Begleiter der Milchstraße, von dem wir nicht wussten, dass er existiert“ (Wochenend-Feature)

„Es war schockierend zu erkennen, dass die Milchstraße ein großes Geschwister hat, und wir wussten nichts davon“, sagte Eric Bell, Professor für Astronomie an der University of Michigan im Jahr 2018 über seine Entdeckung, dass die Andromeda-Galaxie (auch M31 genannt) unser nächster großer galaktischer Nachbar, der vor zwei Milliarden Jahren eine riesige Galaxie zerfetzt und ausgeschlachtet hat.

Hinterließ einen Halo aus Sternen, der größer ist als die Andromeda-Galaxie selbst

Even though it was mostly shredded, this massive galaxy left behind a rich trail of evidence: an almost invisible halo of stars larger than the Andromeda galaxy itself, an elusive stream of stars and a separate enigmatic compact galaxy, M32. Discovering and studying this decimated galaxy will help astronomers understand how disk galaxies like the Milky Way evolve and survive large mergers.

Long-lost sibling of the Milky Way

This disrupted galaxy, named M32p, was the third-largest member of the Local Group of galaxies, after the Milky Way and Andromeda galaxies. Using computer models, Richard D’Souza and Eric Bell of the University of Michigan’s Department of Astronomy were able to piece together this evidence, revealing this long-lost sibling of the Milky Way. Their findings were published in Nature Astronomy.

Scientists have long known that this nearly invisible large halo of stars surrounding galaxies contains the remnants of smaller cannibalized galaxies. A galaxy like Andromeda was expected to have consumed hundreds of its smaller companions. Researchers thought this would make it difficult to learn about any single one of them.

Using new computer simulations, the scientists were able to understand that even though many companion galaxies were consumed by Andromeda, most of the stars in the Andromeda’s outer faint halo were mostly contributed by shredding a single large galaxy.

“It was a ‘eureka’ moment. We realized we could use this information of Andromeda’s outer stellar halo to infer the properties of the largest of these shredded galaxies,” said lead author D’Souza, a postdoctoral researcher at U-M.

“Astronomers have been studying the Local Group—the Milky Way, Andromeda and their companions—for so long. It was shocking to realize that the Milky Way had a large sibling, and we never knew about it,” said co-author Bell.

This galaxy, called M32p, which was shredded by the Andromeda galaxy, was at least 20 times larger than any galaxy which merged with the Milky Way over the course of its lifetime. M32p would have been massive, making it the third largest galaxy in the Local Group after the Andromeda and the Milky Way galaxies.

M32 is a Weirdo–“There isn’t another galaxy like it”

This work might also solve a long-standing mystery: the formation of Andromeda’s enigmatic M32 satellite galaxy, the scientists say. They suggest that the compact and dense M32 is the surviving center of the Milky Way’s long-lost sibling, like the indestructible pit of a plum.

“M32 is a weirdo,” Bell said. “While it looks like a compact example of an old, elliptical galaxy, it actually has lots of young stars. It’s one of the most compact galaxies in the universe. There isn’t another galaxy like it.”

“We don’t think that it was an elliptical,” Bell told The Daily Galaxy , “rather we think that it was likely to be a disk galaxy (because it had gas – as evidenced by the ongoing star formation during the merger, and most galaxies with gas in the local Universe are disks/spiral galaxies).”

Their study may alter the traditional understanding of how galaxies evolve, the researchers say. They realized that the Andromeda’s disk survived an impact with a massive galaxy, which would question the common wisdom that such large interactions would destroy disks and form an elliptical galaxy.

The timing of the merger may also explain the thickening of the disk of the Andromeda galaxy as well as a burst of star formation two billion years ago, a finding which was independently reached by French researchers earlier this year.

Andromeda would have looked so different 2 Billion Years Ago”

“The Andromeda Galaxy, with a spectacular burst of star formation, would have looked so different 2 billion years ago,” Bell said. “When I was at graduate school, I was told that understanding how the Andromeda Galaxy and its satellite galaxy M32 formed would go a long way towards unraveling the mysteries of galaxy formation.”

“Using models of galaxy formation,” Bell wrote in reply to an email from Die tägliche Galaxie, “we realized that if a satellite galaxy has gas and is forming stars, that it stops forming stars when it is finally ripped apart by the gravitational forces of the big galaxy – in this case, Andromeda. So, we were able to use other folks’ measurements of the history of star formation in M32, and in M31’s diffuse stellar halo, realized that star formation stopped around 2 billion years ago, and used that to age-date when M32p was destroyed.”

“There is other research – Ivanna Escala (at Carnegie Observatory) has been measuring the chemical composition of stars in Andromeda’s diffuse stellar halo her results were a little of a surprise to Richard D’Souza and I, and we are thinking about what they tell us about the merger process,” Bell wrote in reply to an email from The Daily Galaxy asking about subsequent research about M32 and M32p. “Richard D’Souza and I actually turned our attention to thinking about satellite galaxies of Andromeda, and are arguing that most of Andromeda’s current satellite galaxies were actually companions of M32p originally, and were given to Andromeda during the merger process.

Source: Richard D’Souza et al, The Andromeda galaxy’s most important merger about 2 billion years ago as M32’s likely progenitor, Nature Astronomy (2018).

Die tägliche Galaxie, Avi Shporer, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research via University of Michigan , Nature , and Eric Bell. Avi was formerly a NASA Sagan Fellow at the Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Image top of page: The Andromeda nebula, photographed at the Yerkes Observatory around 1900. To modern eyes, this object is clearly a galaxy. At the time, though, it was described as “a mass of glowing gas,” its true identity unknown. (From the book Astronomy of To-Day, 1909)

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Milky Way destined to collide with Andromeda galaxy

Credit: NASA, ESA, Z. Levay (STScI), and O. Mellinger.

The night sky 4 billion years from now would look something like this as the Andromeda galaxy begins to collide and merge with the Milky Way. The image is based on dynamical computer modeling of the future collision between the two galaxies.

Our galactic neighbor the Andromeda galaxy is on a collision course with our own Milky Way galaxy, according to new observations by a team of astronomers using the Hubble Space Telescope.

Also called M31, the Andromeda galaxy is the closest spiral galaxy to the Milky Way and the largest in the local group of galaxies. Painstaking measurements of its motion show that it will collide with the Milky Way about 4 billion years from now. M31 is now 2.5 million light-years away, but inexorably drifting ever nearer to us under the mutual pull of gravity between the two galaxies.

Puragra Guhathakurta, professor of astronomy and astrophysics at UC Santa Cruz, said astronomers have long speculated that the two galaxies would eventually collide. "Now we've shown that a collision is inevitable," he said.

The Hubble observations are reported in a paper to be published in the Astrophysical Journal. Guhathakurta, who has been studying the Andromeda galaxy for 15 years, is a coauthor of the paper. He helped plan the study with Roeland van der Marel of the Space Telescope Science Institute (STScI), who led the investigation. In order to measure the motion of Andromeda's center of mass with respect to the Milky Way, it was necessary to correct for how Andromeda's stars are moving within the galaxy. To do this, the team used data and models developed by the SPLASH collaboration led by Guhathakurta.

The Milky Way is destined to get a major makeover during the encounter with Andromeda, but our solar system is in no danger of being destroyed. Computer simulations derived from Hubble's data show that it will take another 2 billion years for the interacting galaxies to completely merge together under the tug of gravity, reshaping them into a single elliptical galaxy.

Although the galaxies will plow into each other, stars inside each galaxy are so far apart that they will not collide with other stars during the encounter. However, the stars will be thrown into different orbits around the new galactic center. Simulations show that our solar system will probably be tossed much farther from the galactic core than it is today.

To make matters more complicated, M31's small companion, the Triangulum galaxy (M33), will join in the collision and perhaps later merge with the M31/Milky Way pair. There is a small chance that M33 will hit the Milky Way first.

It has long been known that M31 is moving toward the Milky Way at about a 250,000 miles per hour. This measurement was made using the Doppler effect to measure how starlight from the galaxy has been compressed by Andromeda's motion toward us. It had remained uncertain, however, whether the far-future encounter would be a near miss, a glancing blow, or a head-on smashup. This depends on how much sideways or tangential motion M31 has. Until now, astronomers have not been able to measure M31's sideways motion on the sky, despite attempts dating back more than a century.

The Hubble team led by van der Marel conducted extraordinarily precise observations of M31 that remove any doubt that it is destined to collide and merge with the Milky Way. This was accomplished by repeatedly observing select regions of the galaxy over a five- to seven-year period. Two related papers published together with the new observations include one describing the measurement technique and another presenting the results of computer simulations that show the consequences of the galactic merger.

In a computer simulation in which M31 slams into the Milky Way head-on, the stars are all scattered into different orbits. The stellar populations of both galaxies are jostled, and the Milky Way loses its flattened pancake shape. The galaxies' cores merge, and the stars settle into randomized orbits to create an elliptical-shaped galaxy.