Co se stane, když se galaxie srazí?
Při setkání galaxií gravitace přetváří jejich hvězdné dráhy a srážející se plyn může podnítit vznik nových hvězd. Počítačové modely zkoumají podobné možnosti i pro budoucí vzájemné přiblížení Mléčné dráhy a Andromedy.
© / kredit: ESO · Zdroj · · CC BY 4.0 · Úpravy: výřez, zmenšení a kredit.
Hvězdné dráhy a srážející se plyn
Galaxie jsou rozsáhlé soustavy hvězd, plynu, prachu a temné hmoty. Při jejich setkání gravitace mění dráhy hvězd a vytahuje z galaxií dlouhé proudy hvězd a plynu. Ty mohou vytvářet protáhlé „ocasy“ nebo mosty spojující obě galaxie. Vzhledem k velkým vzdálenostem mezi hvězdami jsou přímé srážky jednotlivých hvězd velmi vzácné.
Plynná mračna se naopak mohou přímo střetávat. Stlačený plyn se může ochladit, zhroutit a vytvořit nové hvězdy. Právě kombinace pohybu hvězd a proměn plynu vytváří působivé tvary interagujících galaxií.
Dvě odlišné reakce složek při gravitačním setkání galaxií: přímé srážky hvězd jsou kvůli velkým rozestupům vzácné, zatímco plyn může být stlačen a zahřát. Kresba neudává pravděpodobnost kolize konkrétních hvězd ani osud Mléčné dráhy a Andromedy; některé interakce mohou plyn také rozptýlit.
© / kredit: Kosmologické novinky · Zdroj · Odborný podklad · CC BY 4.0 · Úpravy: vlastní schéma.
Od prvního setkání ke sloučení
Vývoj trvá stovky milionů až miliardy let a závisí na hmotnostech i dráze setkání. Galaxie mohou kolem sebe proletět, vzájemně se deformovat nebo po opakovaných průchodech splynout. Při sloučení se pohyb jejich hvězd postupně přeuspořádá; výsledný tvar ovlivňuje množství plynu i původní uspořádání obou soustav.
Co se děje s centrálními černými dírami
Pokud mají obě galaxie centrální supermasivní černou díru, mohou po sloučení galaxií vytvořit těsnou dvojici. Její další přibližování závisí na působení okolních hvězd a plynu. Závěrečné splynutí by vyzářilo energii v gravitačních vlnách.
Tyto procesy vědci zkoumají pomocí pozorování i simulací; budoucí kosmická observatoř LISA má měřit gravitační vlny z části takových systémů. Princip vysvětluje téma o měření gravitačních vln.
Naše budoucnost: Mléčná dráha a Andromeda
Mléčná dráha a Andromeda se k sobě přibližují radiální rychlostí zhruba 110 kilometrů za sekundu. Pro jejich budoucí dráhu je důležitý také pohyb do strany, hmotnosti obou galaxií a gravitační působení okolí.
Studie Sawala a spoluautorů z roku 2025 zahrnula také galaxii M33 a Velký Magellanův oblak. Při zohlednění nejistot měření vyšla přibližně poloviční možnost, že se Mléčná dráha s Andromedou během příštích 10 miliard let nesloučí. Výsledkem může být blízké setkání, pozdější sloučení nebo jiné vzájemné přiblížení podle skutečných počátečních podmínek.
Budoucnost Slunce má vlastní časový průběh: výkon Slunce postupně roste a podmínky pro kapalnou vodu na Zemi se změní ještě před jeho pozdějšími obřími etapami. Při líčení možného setkání galaxií proto potřebujeme zvažovat i to, v jaké fázi vývoje bude samotné Slunce.
Proč setkání galaxií studujeme
Setkání a sloučení mění tvary galaxií, přemisťují plyn, mohou vyvolat tvorbu hvězd a přivádět hmotu k centrálním černým dírám. Pozorováním galaxií v různých fázích a jejich porovnáváním s modely rekonstruujeme, jak galaxie v průběhu času rostou.
Zdroje a další čtení
Proč je to zajímavé právě pro vás?
Pozorované deformace galaxií vyprávějí příběh jejich minulých setkání. Stejné fyzikální principy pomáhají zkoumat i možné budoucí dráhy naší galaxie a ukazují, které nové údaje předpovědi nejvíce zpřesní.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)