Галактичне сусідсво Чумацького Шляху

Спіральні галактики характеризуються плоскими та тонкими дисками, але це насправді не завжди так. Іноді ми спостерігаємо, як галактичні диски чомусь викривляються. Також кожна галактика - "сусід" має вплив на більші галактики та безпосередній вплив на їх еволюцію. Чи могли карликові галактики Чумацького Шляху вплинути на утворення Землі?

Пил, що окреслює галактичний диск добре ілюструє викревлення, що має галактика.

Викревлення Чумацького Шляху

Цікаво, що Чумацький Шлях має також викревлення. Про те, що його диск викривлений вгору з одного боку та вниз з іншого науковці підозрювали давно, але підтвердити це вдалося відносно недавно.

Космічний апарат GAYA протягом років відстежує крихітні рухи мільярда зірок в нашій галактиці та сусідніх. Завдяки цьому астрономи можуть створювати 3D-карти розподілу зірок та їхнього руху у просторі.

На основі цих даних астрономи підтвердили викревлення диска Чумацього Шляху та зрозуміли, що деформація не є статичною, вона змінюється з часом, що астрономи називають процесією. Завдяки визначення швидкості процесії було виявлено, що деформація здійснить повний оберт навколо центру приблизно за 600-700 млн років і це значно повільніше ніж обертається сама галактика. Наприклад Сонце робить повний оберт навколо центру за 220 млн років.

Що може спричиняти подібні деформації?

Одна із причин може полягати у гравітаційній взаємодії диска Чумацього Шляху з іншими галактиками. Наприклад, карликова галактика Стрільця може створювати щось подібне. Оскільки карликова галактика Стрільця вже кілька разів проходила крізь диск Чумацького Шляху. Науковці вважають, що вона поступово поглинається Чумацьким Шляхом.

Одне з останніх дослідження за вересень 2023 року що гало темної матерії може бути потенційним винуватцем деформації. Якщо припустити, що воно має певний нахил, тоді цей нахил гравітаційно відображатиметься і на диску галактики. Впродовж десятиліть вважалося, що темне гало має бути приблизно сферичної форми і однаковим у всіх напрямках, але дані GAYA змусили переглянути цю ідею.

Спостереження за рухом зірок у зоряному компоненті гало, яке оточує галактику, що воно ймовірно виглядає у формі витягнутого еліпса, а не кулі. Причому це гало, ще й нахилено відносно площини нашої галактики приблизно на 25 градусів.

Ключова ідея полягає в тому, що положення та форма зоряного гало може багато сказати про положення та форму темного гало - ореолу темної матерії навколо галактики.

Науковці провели моделювання і побачили, що якщо темне гало також буде нахилене на 25 градусів тоді форма околиць галактики дійсно буде викривленою. Моделі передбачають, що такі зіткнення можуть змусити темне гало нахилитися, яке з часом мають повернутися до нормального стану, але цей процес може тривати мільярди років. Можливо диск нашої галактики так і не встигне відновитися, оскільки на нього попереду чекає набагато більше збурення ніж від карликових галактик Чумацького Шляху.

Найближче галактичне сусідство

Чумацький Шлях має безліч карликових супутників на будь-який колір та смак. Більшість цих галактик повільно притягується гравітацією нашої галактики, а дехто вже розірваний на шматки і поглинутий гігантським диском Чумацького Шляху.

Найближчим сусідом Чумацького Шляху, який можна побачити неозброєним оком - це галактика Андромеди. Галактика Андромеди є більшою за Чумацький Шлях, але згідно із останніми дослідженнями за мосою ці галактики досить близькі. І знаходиться галактика Андромеди від нас на відстані 2,5 млн світлових років.

Чумацький Шлях та Андромеда - є найбільшими представниками досить численної групи галактик, яку ми сьогодні називаємо Місцевою групою. Але досить часто по за увагою залишається ще одна велика галактика, та ще й спірального типу - галактика Трикутника.

Місцева група є досить численною різної форми, маси та розмірів, які гравітаційно пов'язані між собою. Що до кількості то пошук всі мешканців місцевої групи досі триває. Труднощі з їх виявленням полягає не тільки тому, що більшість галактик Місцевої групи маленькі та тьмяні. Крім того, що галактики пов'язані гравітацією між собою(що досить важко визначити), диск нашої галактики затуляє огляд, так як ми знаходимося посеред диску Чумацького Шляху. Пил та зірки якого приховує від нас наших "сусідів", що також обтяжує пошук всіх членів Місцевої групи. Нище наведені представники Місцевої групи:

Галактика Трикутника(M33) - є 3-ю найбільшої галактикою Місцевої групи. Її діаметр становить 60 тис світлових років (60% від діаметра Чумацького Шляху). І вона може містити близько 40 млрд зірок. Це від 2-10 разів менше ніж в Чумацькому Шляху, але це цілком типова спіральна галактика. Трикутник від нас знаходиться на відстані 2,7 млн світлових років і ближче до Андромеди ніж до нас. Ймовірно Трикутник - є супутником нашого найбільшого "сусіда".

Трикутник має чудові спіральні рукави, які свідчать про те, що галактика протягом пару мільярдів років оминала сильних гравітаційних взаємодій, але це не означає, що таких взаємодій не було раніше, або не буде в майбутньому зі своїм більшим сусідом.

У 2004 році астрономи знайшли потоки водню, що з'єднює трикутник з Андромедою. Їх відкриття було підтверджено в 2011 році. Тому, схоже, що галактики колись проходили дуже близько один до одного. Після чого Андромеда почала висмоктувати дорогоцінний газ із свого найближчого сусіда, який потрібний для зореутворення.

Така подія могла статися давно мільярди років тому, адже жодна з галактик не має слідів припливних руйнувань. Також в Трикутнику спостерігається активне зореутворення, при чому швидкість утворення зірок у ньому більша ніж в Андромеди приблизно у 10 разів.

Ось ця яскрава хмара - це друга найбільша зона зореутворення в Місцевій групі в цілому(зображення нижче). Вона майже в 100 разів більша за Туманність Оріона та містить 200 масивних молодих зірок.

Також на відміну Андромеди та Чумацього Шляху , галактика Трикутника не має надмасивної діри в своєму центрі. Отже, 3-и найбільші галактики Місцевої групи - спіральні. Але решта галактик групи не можуть похвалитися такою формою, або великими розмірами.

Карликові галактики неправильної форми мають низьку масу та не мають, конкретної геометричної форми, візуально вони виглядають як хаотичне нагромадження зірок.

Найвідомішими карликовими галактиками - є Велика та Мала Магеланові хмари, які розташовуються від нас на відстані 163 000 та 206 000 світлових років. Її можна побачити виключно у Північній півкулі. Довгий час вважалося, що Магеланові хмари - є супутниками нашої галактики, але спостереження за допомогою телескопа Габбл показали, що вони рухаються занадто швидко, щоб довго знаходитися на орбіті нашої галактики.

Магеланові хмари довго вважалися нашими найближчими галактичними сусідами, але астрономи в середині 90-х років відкрили карликову еліптичну галактику Стрільця, яка знаходиться ближче.

Дивна форма Магеланових хмар пов'язана із гравітаційним впливом Чумацького Шляху натомість карликові галактики дещо спотворили диск Чумацького Шляху. Але такі взаємодії впливають не тільки на диск Чумацького Шляху. Поступово наша галактика позбавляє наших сусідів їх газу, який потрібний галактикам для народження нових зір. Що призводить до утворення "хвоста", який рухається від Магеланових хмар до нашої галактики поступово збільшуючи її масу. І ця стурктура простягається на чверть земного неба, яку до речі неможливо побачити неозброєним оком.

Незважаючи, що Магеланові хмари втрачають свій газ, нові зірки в них народжуються дуже інтенсивно. Туманність Тарантул, яку нещодавно зазнімкував Джеймс Вебб - є найбільшою та найяскравішою зоною зореутворення у Місцевій групі. Її загальна маса складає близько мільйона сонячних мас, а діаметр - 550 світлових років. Також в цій туманності знаходяться найгарячіші та наймасивніші відомі зірки. Саме тут вибухнула найяскравіша наднова, до цього щось подібне сталося аж 1604-му, коли наднова спалахнула в межах Чумацького Шляху.

Більшості карликовим галактикам Чумацього Шляху - є багато часу до того як вони будуть поглинуті Чумацьким Шляхом, але не всім пощастило мати так багато часу. Карликова галактика Стірльця уже тричі пірнала у диск Чумацького Шляху.

Ця гаактика має досить цікаву форму у вигляді петлі. Це пояснюється тим, що галактика уже в процесі поглинання Чумацьким Шляхом, яка при кожним наближенням Стрільця припливно розриває її на частини.

Під час припливного руйнування Стрільця, яка продовжує свій рух навколо Чумацького Шляху тягнуться нитки зірок утворюючи таким чином складну структуру.

Про галактику Стрільця вперше стало відомо ще у 1994 році. Її ядро знаходиться лише на відстані 50 000 світлових років від центру нашої галактики.

Цілком ймовірно, що Стрілець міг вплинути не тільки на диск галактики, а й на нашу зоряну систему. Згідно із останніми дослідженням всплески активного зореутворення відповідають коли карликова галактика проходила крізь диск Чумацького Шляху. Науковці вважають, що зіткнення провокували брижі в просторі-часі на той час спокійної галактики. Це призводило до збільшення щільності матерії в нашій галактиці, що в свою чергу спровокувало до збільшеної народжуваності зірок.

Згідно із дослідженнями астрономів більша частина маси Чумацького Шляху утворилася саме завдяки Стрільцю і без нього просто не існувала. І найцікавіша, що Сонячна система сформувалася в той час, коли карликова галактика вперше пірнула в диск Чумацького Шляху. Звісно важко визначити з якої причини почала руйнуватися хмара газу та пилу з якої утворилося наше Сонце, але виключати з цього причетність Стрільця виключати не можна. Тому, хто зна чи існувала наша планета, якщо б мільярди років Чумацький Шлях не притягнув чергового маленького сусіда.