Các nhà thiên văn học đã biết từ lâu rằng Dải Ngân hà và các thiên hà Andromeda sẽ va chạm vào một ngày nào đó trong tương lai. Dự đoán tốt nhất cho điểm hẹn đó là khoảng 3,75 tỷ năm kể từ bây giờ. Nhưng giờ đây, một nghiên cứu mới dựa trên Bản phát hành dữ liệu 2 từ nhiệm vụ ESA Lừa Gaia đang mang lại một số sự rõ ràng cho vụ va chạm trong tương lai này.
Có rất nhiều bức tranh va chạm tổng thể hơn là Dải Ngân hà và Andromeda (M31). Hai thiên hà là một phần của một nhóm các thiên hà được gọi là Nhóm Địa phương và Nhóm Địa phương có thành viên lớn thứ ba là Thiên hà Tam giác (M33). Mặc dù Nhóm Địa phương chứa các thiên hà khác, nhưng nó có ba nhóm đã nói ở trên, chiếm phần lớn khối lượng. Trong số ba, Andromeda là khối lượng lớn nhất, Dải Ngân hà là khối lượng lớn thứ hai và Tam giác là thứ ba.
Nhóm Địa phương được tạo thành từ hơn 54 thiên hà khác nhau, mặc dù hầu hết trong số chúng là các thiên hà lùn, gắn liền với ba thiên hà lớn. Trung tâm hấp dẫn của Tập đoàn nằm ở đâu đó giữa Dải Ngân hà và Andromeda.
Mặc dù bây giờ đã có một vụ va chạm được dự đoán trước, nhưng vẫn còn rất nhiều điều không chắc chắn. Kính thiên văn vũ trụ Hubble và các phạm vi mặt đất khác như Mảng đường cơ sở rất dài (VLBA) đã cung cấp bằng chứng quan sát cho vụ va chạm này. Với dữ liệu đó, các nhà thiên văn học đã có thể tìm hiểu một chút về cách quỹ đạo của Andromeda và Tam giác đã thay đổi theo thời gian.
Andromeda và Tam giác đều là những thiên hà xoắn ốc, giống như Dải Ngân hà và chúng ở cách chúng ta khoảng 2,5 đến 3 triệu năm ánh sáng. Họ cũng đủ gần để có khả năng tương tác hấp dẫn, làm vẩn đục dự đoán va chạm.
Đây là nơi mà nhiệm vụ ESA từ Gaia đến.
“Chúng ta cần khám phá các chuyển động của Thiên hà trong 3D để khám phá cách chúng phát triển và phát triển, và điều gì tạo ra và ảnh hưởng đến các tính năng và hành vi của chúng.“
Nghiên cứu chính của tác giả Roeland van der Marel, Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) Baltimore, Hoa Kỳ.
“Chúng ta cần khám phá các chuyển động của Thiên hà trong 3D để khám phá cách chúng phát triển và phát triển, và điều gì tạo ra và ảnh hưởng đến các tính năng và hành vi của chúng,Giáo sư cho biết tác giả chính Roeland van der Marel thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) ở Baltimore, Hoa Kỳ. CúcChúng tôi đã có thể làm điều này bằng cách sử dụng gói dữ liệu chất lượng cao thứ hai do Gaia phát hành.“
Nhiệm vụ Gaia đang tạo ra một bản đồ 3D của dải ngân hà của chúng ta và nó cũng làm điều tương tự cho các bộ phận của Nhóm địa phương. Trong khi các phạm vi như Hubble cho chúng ta cái nhìn sắc nét về các thành viên khác trong Nhóm Địa phương, thì họ không cho chúng ta các phép đo chính xác về vị trí và chuyển động của từng ngôi sao. Đó là nhiệm vụ của nhóm Gaia sườn.
“Chúng tôi đã kết hợp thông qua dữ liệu Gaia để xác định hàng ngàn ngôi sao riêng lẻ trong cả hai thiên hà và nghiên cứu cách các ngôi sao này di chuyển trong ngôi nhà thiên hà của chúng,Đồng thời thêm đồng tác giả Mark Fardal, cũng của STScI. Trong khi Gaia chủ yếu nhắm đến việc nghiên cứu Dải Ngân hà, thì nó đủ mạnh để phát hiện ra những ngôi sao đặc biệt to lớn và sáng chói trong các khu vực hình thành sao gần đó - ngay cả trong các thiên hà ngoài chính chúng ta.“
Trước đây, khi các nhà thiên văn học sử dụng Hubble và các đài quan sát khác để nghiên cứu chuyển động của ba nhóm lớn nhất của Local Group, họ đã tìm thấy hai khả năng. Thiên hà Triangulum nằm trên quỹ đạo sáu tỷ năm dài vô cùng quanh Andromeda nhưng đã rơi vào quá khứ, hoặc hiện tại nó đang rơi vào mùa thu đầu tiên. Mỗi kịch bản phản ánh một đường quỹ đạo khác nhau, và do đó, lịch sử hình thành và tương lai khác nhau cho mỗi thiên hà.
Nhưng bây giờ Gaia đã cung cấp cho các nhà thiên văn học nhiều dữ liệu hơn để làm việc. Nó không chỉ tiết lộ cách các thiên hà đang di chuyển trong không gian, nó còn cho thấy tốc độ quay của chúng. Dữ liệu tốc độ quay này đã được thèm muốn từ lâu, kể từ khi các nhà thiên văn học bắt đầu nghiên cứu sự hình thành và tiến hóa của thiên hà một trăm năm trước, và Gaia cuối cùng đã được chuyển giao.
“Phải mất một đài quan sát tiên tiến như Gaia để cuối cùng làm như vậy.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Phải mất một đài quan sát tiên tiến như Gaia để cuối cùng làm như vậy,Ro nói Roeland. CúcLần đầu tiên, chúng tôi đã đo được cách M31 và M33 xoay trên bầu trời. Các nhà thiên văn học từng xem các thiên hà là những thế giới co cụm có thể tách rời có thể tách rời ‘hòn đảo, nhưng bây giờ chúng ta đã biết khác. Phải mất 100 năm và Gaia cuối cùng cũng đo được tốc độ quay thật, nhỏ bé của người hàng xóm thiên hà lớn gần nhất của chúng ta, M31. Điều này sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về bản chất của các thiên hà.“
Các nhà nghiên cứu đứng sau nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu hiện có với dữ liệu mới từ Gaia Release 2 để tạo ra một bức tranh chính xác hơn về cách Andromeda và Tam giác di chuyển trong không gian. Họ đã có thể phóng chiếu điều này vào quá khứ và tương lai trong hàng tỷ năm.
“Vận tốc mà chúng tôi tìm thấy cho thấy M33 không thể ở trên quỹ đạo dài xung quanh M31, cuốn sách nói đồng tác giả Ekta Patel thuộc Đại học Arizona, Hoa Kỳ. Các mô hình của chúng tôi nhất trí ngụ ý rằng M33 phải ở trong lần đầu tiên vào M31.“
Nghiên cứu cũng tiết lộ nhiều hơn về những gì mà trong kho của Milky Way và Andromeda. Thay vì một vụ va chạm (được gọi chính xác hơn là tương tác thủy triều vì không có ngôi sao hay hành tinh nào có khả năng va chạm với nhau), ở đó, sẽ có nhiều cú đánh nhanh hơn. Và thay vì diễn ra trong khoảng 3,75 tỷ năm, nó sẽ tồn tại trong khoảng 4,5 tỷ năm. Phù!
“Phát hiện này rất quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về cách các thiên hà phát triển và tương tác.
Timo Prusti, Nhà khoa học Dự án ESA Gaia
Bài báo mới và dữ liệu mới từ Gaia cũng làm sáng tỏ cách thức các thiên hà như Andromeda và Triangulum hình thành và phát triển.
“Phát hiện này rất quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về cách các thiên hà phát triển và tương tác, Timo Prusti, Nhà khoa học Dự án ESA Gaia nói. CúcChúng tôi thấy các tính năng khác thường trong cả M31 và M33, chẳng hạn như các luồng và đuôi khí bị vênh. Nếu các thiên hà thiên đường đi cùng nhau trước đó, thì những thiên hà này đã được tạo ra bởi các lực lượng cảm thấy trong một vụ sáp nhập. Có lẽ chúng hình thành thông qua các tương tác với các thiên hà khác, hoặc bằng động lực khí trong chính các thiên hà.
Nguồn:
- Tài liệu nghiên cứu: Đầu tiên Gaia Động lực của hệ thống Andromeda: Chuyển động, quỹ đạo và xoay vòng thích hợp của DR2 M31 và M33
- Thông cáo báo chí ESA: GAIA đồng hồ tốc độ mới cho va chạm dải ngân hà-Andromeda
- Nhiệm vụ GAA ESA
