Régóta ismert tény, hogy a szomszédos Androméda-galaxis felénk tart, és habár nem kapkodja el a dolgot, de végül ütközni is fog Galaxisunkkal, a Tejútrendszerrel. A látványos eseményre ugyan nem mostanság fog sor kerülni, ám így is érdekes, hogyan zajlik le egy ilyen galaktikus összeolvadás. Egy frissen publikált kutatás során a szakembereknek lehetősége nyílt a Tejútrendszer környezetének múltját és jövőjét is szimulálni – ez alapján pedig úgy tűnik, az Androméda “kissé” késlekedik.

Az egész Univerzum tágul, ennek következményeként pedig elvileg minden galaxis folyamatosan egyre messzebre kerül a többitől. Gyakorlatilag azonban kis távolságokon (kozmológiai értelembe véve, vagyis néhány tízmillió fényéven belül) a gravitáció vonzó hatása felülkerekedhet a sötét energia (vagy bármi más) által hajtotta táguláson. Ennek eredményeként a csillagvárosok gravitációsan kötött csoportosulásokba tömörülnek, mint pl. a Tejútrendszer és az Androméda-galaxis által dominált Lokális Csoport. A két masszív spirálgalaxis annak rendje és módja szerint vonzzák egymást, ami jelenleg gyors közeledésben nyilvánul meg. Megállapítani azonban azt, hogy pontosan mennyire is gyors ez a folyamat, nem is olyan egyszerű.

A csillagászok tipikusan az ún. Doppler-eltolódások révén mérik az asztrofizikai objektumok sebességét. Ez az a fizikai jelenség, amelyet a hétköznapi életben is észlelhetünk és a középiskolai fizika órákon általában a szirénázó mentőautó hangjának változásával szemléltetnek. Lényege, hogy a mozgó hullámforrások (vagy hozzá képest relatíve mozgó megfigyelő) által kibocsájtott, adott λ hullámhosszot mi, vagyis a megfigyelők λ₁ hullámhossznak érzékeljük. A változás mértéke a relatív sebességtől függ: ha a forrás távolodik, az érzékelt hullámhossz megnyúlik; amennyiben pedig közeledik, lerövidül. Ezt a fajta változást legkönnyebben a színképekben fellelhető, az egyes kémiai elemekre jellemző spektrumvonalak eltolódásával lehet kimérni. Egy példa az alábbi ábrán: a közeli Arcturus csillag a hasonló felszíni hőmérséklete miatt ugyanazokat a spektrumvonalakat (gödröket) mutatja, mint a Napunk – csak nem ugyanott. A színképmérésből kimutatható, hogy az ábra közepén látható spektrumvonal, pontosabban annak minimuma (értsd, közepe) éppen λ₁=884 nm-es hullámhossznál található. Ugyanakkor a Nap ezt a vonalat λ=883.8 nm-nél mutatja. A különbség az Arcturus tőlünk való távolodásából ered; ez alapján a csillag kb. 65 km/s-mal "szalad elfelé".

Ezt az analízist természetesen nagy számú csillagra is el lehet végezni; néhány éve pedig a csillagászatnak már megvan ehhez a megfelelő eszköze is. A Gaia űrtávcső az elmúlt évek folyamán több, mint egy milliárd csillag pozícióját és sebességét határozta meg, javarészt természetesen a saját Galaxisunkból. Egyedileg vizsgálható csillagokból azonban a szomszédos galaxisokban is akad jó néhány. Egy galaxist alkotó csillagok sebességprofiljából pedig rögvest két következtetés is levonható. Egyfelől, az egyik oldalon közeledő, a másik oldalon pedig távolódó csillagok alapján tanulmányozható a galaxisok rotációja, amely egyébként csak százmillió éves időskálán lenne megfigyelhető – nagyjából ennyi idő kell ugyanis hogy egy csillag körbeérjen egy spirálgalaxisban. Másrészt a közeli csillagvárosok esetében az átlagos mozgásból az is kiszámítható, hogy merre is tart az adott galaxis.

Egy galaxis felénk forduló felén a csillagok színképei kékeltolódottak, az elfelé forduló részén pedig vöröseltolódottak. (Forrás: Addison Wesley)

Éppen ezt tették a közelmúltban az amerikai Space Telescope Science Institute csillagászai. A Gaia űrtávcső adatbázisa alapján 1084, illetve 1518 csillag sebességét vizsgálták az Androméda- és a Triangulum-galaxisokban és állapították meg a galaxisok mozgásánák irányát és nagyságát. Az eredmények alapán a kutatócsoport vissza tudta következtetni a galaxisok múltbéli mozgását és elhelyezkedésüket. Eszerint pedig a Lokális csoport történetében ez az első “alkalom”, hogy a három óriásgalaxisa (a fent említett kettő a Tejútrendszerrel kiegészülve) közeledik egymáshoz. Mindez fontos kapaszkodót jelent a Lokális csoport múltjának meghatározásában: galaxiscsoportunk fiatalabb, mint azt korábban gondoltuk és a múltban jóval kevesebb kölcsönhatásra kerülhetett sor az óriás és törpe galaxisok között.

A jelenlegi pozíció- és sebesség-adatok alapján számolt szimulációt azonban nem csak a múltra, hanem a távoli jövőre is ki lehet terjeszteni. A számítások itt is meglepő eredménnyel zárultak: a felénk közeledő Androméda a korábban becsült 2,5 milliárd év helyett csak jóval később, kb. 4,5 milliárd év múlva fog ütközni velünk, vagyis a Tejútrendszerrel. Mivel gravitációsan kötött csillagvárosokról van szó, az “ütközést” nem a szó klasszikus értelmében, két merev test karamboljaként kell elképzelni. Sokkal inkább fog hasonlítani az esemény a két galaxis násztáncára, melynek során a csillagpopulációk összekeverednek és végül egyetlen hatalmas elliptikus galaxist hoznak létre.

A három vizsgált galaxis jelenlegi (kör), 2,5 milliárd, valamint 4,5 milliárd évvel későbbi pozíciói. (Forrás: E. Patel / G. Besla (Univ. of Arizona) / R. van der Marel (STScI); ESA)

Mindez nagyjából egybe fog esni azzal a néhány százmillió évvel, amikor a Napunk előbb vörös óriássá, majd fehér törpévé válik – a Föld ekkora már a rajta élő civilizációtól munkásságától függetlenül lakhatatlanná válik. Igazán kár, mert egy galaxis-összeolvadás roppant látványos tud lenni, ha a megfigyelő részese is az eseményeknek. Képzeljük csak el a közeledő Androméda óriási korongját az éjszakai égen... vagy tekintsük meg az alábbi összeállítást, amelyen a NASA csillagászai valós felvételek segítségével vizualizálják az összeolvadás több milliárd éves folyamatát.

A Tejút sávja és a közeledő Androméda-galaxis napjainktól (bal felső kép), a 4,5 milliárd év múlva kezdődő ütközésen át (második sor, jobb oldali kép) egészen a 7 milliárd év múlva bekövetkező végkifejletig (jobb alsó sarok). (Forrás: NASA; ESA; Z. Levay és R. van der Marel, STScI; T. Hallas, és A. Mellinger)

Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat - tudományról és science fiction-ről egyaránt.