Судьба Солнца после образования Млечномеды

Известно, что Вселенная расширяется, причем расширяется со все ускоряющейся скоростью. Это вовсе не означает, что увеличивается расстояние между Землей и Солнцем или между звездами Млечного пути - наша Галактика пока еще не собирается "разбухать" (возможно, такое произойдет в далеком будущем, если окажется верным сценарий Большого Разрыва). Расширение Вселенной теперь сказывается лишь на увеличении расстояния между удаленными галактиками. Близкие галактики, напротив, стремятся слиться во все более внушительные конгломераты. Так, наш ближайший массивный сосед - спиральная галактика туманность Андромеды (иначе говоря, M31), не удаляется от нас. Напротив, наши галактики сближаются, все время наращивая скорость этого самого сближения (речь о так называемых пекулярных скоростях). В настоящее время эта скорость составляет 120 километров в секунду, а расстояние, разделяющее нас, оценивается в 2,5 миллиона световых лет (при этом еще вся наша Местная группа галактик со скоростью 500-600 километров в секунду движется в сторону так называемого Великого Аттрактора). Спустя считанные миллиарды лет галактики столкнутся, начнется процесс их слияния. Возникает естественный вопрос: как это столкновение отразится на судьбе Солнечной системы?

Томас Кокс (Thomas Cox) и Абрахам Лёб (Abraham Loeb) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA) в Кембридже (США, штат Массачусетс) провели необходимые вычисления и компьютерное моделирование (с помощью 2,6 миллиона виртуальных частиц) и опубликовали результаты в статье, размещенной на сайте электронных препринтов arXiv.org. Соответствующая публикация планируется в "Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества" (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - MNRAS).

Конечно, моделирование взаимодействий между членами нашей Местной группы галактик (куда помимо двух "тяжеловесов" - Млечного пути и туманности Андромеды - входят еще свыше 40 более мелких галактик, включая Треугольник и т.д.) проводилось и ранее. Лёб и Кокс, в частности, ссылаются на работы Джона Дубински (John Dubinski) из канадского Университета Торонто (University Toronto). Однако до сих пор под вопросом остается достаточно важный параметр - поперечная скорость Андромеды. А от нее зависит, столкнутся ли наши галактики уже при первом сближении или же они сначала "разойдутся миром" и отложат процесс слияния до следующей встречи. Лёб и Кокс предположили, что поперечная скорость достаточно мала (менее 100-200 км/с) и столкновение произойдет при первом сближении. Если вид Homo sapiens через 2 миллиарда лет еще не исчезнет с лица земли, то наши потомки тогда смогут наблюдать в ночном небе поистине феерическое зрелище. В принципе, Солнце и Земля должны дожить до этого времени, ведь процесс превращения Солнца в красного гиганта с последующим его коллапсом и стадией белого карлика наступит гораздо позже - еще через 2-3 миллиарда лет (этот последний этап Земля, скорее всего, уже не переживет). Нужно отметить, что когда наше Солнце еще только рождалось (это происходило 4,7 миллиарда лет назад), Андромеда и Млечный путь были разделены 4,2 млн световых лет.

После первого контакта двух спиральных галактик начнется процесс их медленного объединения в общую эллиптическую сверхгалактику. Это будет гигантский довольно беспорядочный рой звезд, обращающихся вокруг нового общего гравитационного центра, начисто лишенный какого-либо подобия изящных спиральных рукавов. Лёб и Кокс называют получившееся образование "Милкомедой" ("Milkomeda", по-русски, наверно, лучше было бы именовать "Млечномедой") или же "Андромедовым путем" (Andromedy Way). Несмотря на то, что при столкновении галактик отдельные звезды между собой не сталкиваются (расстояния между ними слишком велики, и вероятность таких столкновений мала), все-таки катастрофических изменений в их судьбах не избежать.

Судьба Солнца зависит от того, в каком именно месте в Галактике оно окажется в момент столкновения. Его обычный путь пролегает в отдалении от центра Млечного пути, в радиусе 26 тысяч световых лет от галактического ядра. По оценкам Кокса и Лёба, уже в ходе самого первого взаимодействия (через 2 млрд лет) появляется 12%-ый шанс на то, что Солнечная система будет просто выброшена из диска Млечного пути и окажется в его приливном "хвосте", который протянется из нашей "подбитой" Галактики, словно струя крови. После второго столкновения этот шанс возрастает до 30%. И есть вероятность (оцениваемая в 2,7%) на то, что Солнце вообще покинет Млечный путь и свяжет свою дальнейшую судьбу с туманностью Андромеды (тогда какое-то время гипотетические обитатели Солнечной системы смогут видеть в ночном небе Млечный путь целиком).

В последующие миллиарды лет рассыпавшиеся куски галактик вновь притянутся друг к другу, возвратятся, испытывая новые удары, пока полностью не сольются 7 миллиардов лет спустя. Сверхмассивные черные дыры в их центрах (в настоящее время относительно тихие и спокойные) образуют тогда двойное ядро, которое тоже будет стремиться постепенно слиться в одну черную дыру, резко повысив при этом свою активность за счет притока нового материала, газа и звезд, которые неудачно попали в "зону питания" монстров. Столкновения газопылевых облаков будут способствовать заметной активизации звездообразования, появится много новых звезд. По всей вероятности, в конечном счете все эти взаимодействия приведут к тому, что Солнце окажется во внешнем гало объединенной галактики - по крайней мере в 100 тысячах световых лет (свыше 30 килопарсек) от центра - двойной системы сверхмассивных черных дыр - и там будет доживать свой век в виде остывающего белого карлика.

Источники:

The Collision Between The Milky Way And Andromeda - arXiv.org - astro-ph

The Collision Between The Milky Way and Andromeda - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

When Milky Way and Andromeda Collide, Earth Could Find Itself Far From Home - Scientific American

When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to the Sun? - Universe Today

Galactic merger to 'evict' Sun and Earth - New Scientist

Ссылки:

Встреча в верхах - "Популярная механика"

Крупномасштабная структура Вселенной и ее происхождение

The Dynamical Evolution of Galaxies in Clusters - arXiv.org - astro-ph