Mikor találkozunk az Andromédával?

2019. február 26. - PFreddy

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.

 

andromeda.jpgAz Androméda-galaxis teljes pompájában.

 

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.

 localgroup.jpgA Lokális csoport galaxisainak elhelyezkedése. A három spirálgalaxis (Tejútrendszer, Andromeda és a Triangulum) hatása dominálja a csoport fejlődését.

 

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".

 

spectrum.jpgA Nap (zöld) és az Arcturus csillag (piros) közeli infravörös színképének (avagy spektrumának) részlete. Utóbbi színképvonalai következetesen eltolódtak az Arcturus távolodása miatt.

 

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.

 

rot21cm.jpgEgy 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.

 

andromeda-stellar-motions-600px.jpgAz Androméda-galaxisból vizsgált 1084 csillag (kékkel) és a közepes mozgásuk iránya (nyilak). (Forrás: ESA / Gaia; NASA / Galex; R. van der Marel / M. Fardal / J. Sahlmann (STScI))

 

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.

 

future-galaxy-motions-600px.jpgA 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.

 

 

654290main1_p1220bk-673.jpg

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.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr214655683

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

finisz 2019.02.27. 00:30:30

Hát, ha sikerül addig nem kinyírni magunkat fajként, akkor még láthatjuk, ha nem is Földről.

flydomi 2019.02.27. 02:12:57

@finisz: par generacio,es az emberi faj,ami nem erdemli meg a letet,kihal,ami helyes.

felucca02 2019.02.27. 08:04:54

Mindig megdöbbent, hogy létezhet élet ebben az eredendően teljesen életellenes erők által uralt, felfoghatatlan, gigantikus rendszerben. És milyen bután, gondatlanul bánunk el ezzel a kinccsel....

finisz 2019.02.27. 09:06:56

@flydomi: Az Univerzum nem jó vagy rossz, az Univerzum nem ismeri az etika fogalmát, több más ember által kreált fogalommal egyetemben, mint például az idő. Szóval, az ilyen "nem érdemli meg a létet" megjegyzések teljesen feleslegesek, talán valami hiedelmekkel (aka vallások) foglalkozó blogban van létjogosultságuk.

Legfelelősebben gondolkodó felelőtlen ember · http://elmenypark.net 2019.02.27. 11:13:21

Ha látsz egy spirálgalaxist, az se véletlen lett spirál.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.02.27. 12:45:30

"a Föld ekkora már a rajta élő civilizációtól munkásságától függetlenül lakhatatlanná válik."

A Föld már párszáz millió év múlva lakhatatlanná válik, mert a Nap magjában összegyűlő hélium miatt jobban összepréselődik a hidrogén, ezért egyre gyorsul a hidrogén fúziója, nő a Nap luminozitása.

A Nap luminozitásának 6%-os növekedését kompenzálná a pálya kb. 5 millió kilométerrel történő kijebb vitele - ez persze nem egészen igaz, ennél picit több kellene, mert a Föld belsejében zajló bomlási folyamatok miatt a Föld még ma is több hőt sugároz ki, mint amennyit kap a Napból.

Ha az emberi faj - persze biztos nem a mai formájában - akkor még létezni fog, semmi problémát nem fog jelenteni neki a Föld pályájának megváltoztatása. Valójában szerintem már néhány száz év múlva meglesz ehhez minden műszaki lehetőség.

MAXVAL bircaman közíró · http://bircahang.org 2019.02.27. 13:22:36

Apró probléma, nem érinti az emberiséget.

commando 2019.02.27. 14:28:43

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Kérném tisztelettel, egy kicsit tessék ezeket az állításokat pontosítani, mert így nem teljes mértékben fedik a valóságot.

kiskutyauto 2019.02.27. 14:56:04

@finisz: Lol... csak pár ezer év múlva már nem lesz emberiség, vagy legalábbis nem ebben a formában... 4,5 milliárd év múlva már a Föld sem valószínű hogy létzeni fog és a Nap sem.... nemhogy emberiség... ember... :D

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.02.27. 14:57:12

@commando:

Szabad előtted a pálya, hogy megcsillogtathasd tudásodat.

finisz 2019.02.27. 15:12:01

@kiskutyauto: Én nem vagyok ennyire pesszimista, az meg természetes, hogy az emberiség nem a mai formájában fog létezni pár ezer, millió év múlva. Mi sem igazán a 3-4-5 vagy még több ezer évvel ezelőtt élt emberiség akkori formájában létezünk ma.
A Föld mindaddig létezni fog, amíg a naprendszerünk, legfeljebb nem lesz majd lakható az emberiség számára (most azt ne vegyük számításba, hogy mesterségesen pusztul el). A jelenlegi ismereteink alapján ez valóban cirka 4,5 milliárd év. Már a létezése, nem a lakhatósága. De meg is jegyeztem, hogy "nem a Földről" ...

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.02.27. 15:40:54

@commando:

Óhajod számomra parancs!

A Föld pályájának módosításához az emberiségnek pontosan 2423. március 23-án 14 óra 32 perckor lesz meg a szükséges műszaki tudása és eszközei.

PFreddy 2019.02.27. 16:09:21

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Gondolom commando az érvelésedben lévő számadatokragondolhatott. A néhány százmillió éven belüli 5-6%-os luminozitás-növekedés abszolút reális.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.02.27. 16:36:42

@PFreddy:

Köszönöm, szerintem is reális. De ha commando nem hiszi, akkor fogadjunk, aztán majd néhány százmillió év múlva meglátjuk.

finisz 2019.02.27. 17:20:32

@felucca02: Hát, ha már filozofálunk, akkor maga az Univerzum (az általunk ismert, és az is, amiről még fogalmunk sincs) is "él", nem olyanformán, mint mi, szénalapú létformák, de él, mivel létezik. Tudat nélkül is van élet, ugyebár ....

finisz 2019.02.27. 17:28:54

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Khm, a másodperc lemaradt .. csakmondom ...

commando 2019.02.27. 18:20:32

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Köszönöm szépen a hasznos információt, beírtam a naptáramba. Valójában nem szándékozom a tudásomat csillogtatni, alkalomadtán csillog az magától is. De, hogy ne maradjon válasz nélkül: ha csillogtatnám, bizony idegen tollakkal ékeskednék, ugyanis a fentiekkel kapcsolatos tudásom John Green: 13,8 c. művéből származik. Így ha idéznék belőle az már nem a tudásom csillogtatása lenne, hanem csupán tükröződés.

commando 2019.02.27. 18:24:01

@commando: Bocsánat, ugye, hogy hiányos a tudásom! Nem John Green, hanem JOHN GRIBBIN az író. Elnézést kérek a tévedésért!

commando 2019.02.27. 18:29:33

@PFreddy: @Kovacs Nocraft Jozsefne: Egészen pontosan, hogy mire vonatkozott amit írtam: Nem az állítást vontam kétségbe, csupán azt kértem, hogy ha már írunk róla, legyünk egy kicsit pontosabbak. A luminozitás változásáról van szó. Ehhez kiváló segítség a Hertzsprung–Russell diagram. Ha esetleg valakit érdekel, megtalálható millió oldalon. Elnézést kérek, ha valaki sértve érzi magát, nem volt szándékom senkit sem megbántani.

finisz 2019.02.27. 19:27:10

@commando: Neb+már, hogy tudományos oldalakon is "bocsit" kellene kérni, mert most hagyom itt akkor a magyar blogszférát, de teljesen - a közéletiektől már leszoktam, de úgy teljesen, kábé.
Figyelj, a mai ismeretanyagunk szerint valami vagy így van, vagy úgy, ráadásul amúgy is lehet, aztán majd még az is összejön nekünk, hogy a kvantumfizikát, amit jelenleg valami hű-de-kibaszottul-bonyolult dolognak tartjuk, laza pár száz év alatt simán felülírjuk.
Szerintem, mi most vagyunk az elején, mint anno az őseink úgy kábé 35 ezer évvel ezelőtt,amikor a neandervölgyi fajunkkal összejöttek. Kihaltak, de a genetikai örökségük megmaradt. Mi is kihalunk, de genetikánkban pont annyira élünk tovább, amennyire az emberi faj.

finisz 2019.02.27. 20:01:14

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Azért gáz, hogy nem leszek majd ott, statisztának ;).
Egyébként, érdekes ez, ki tudja, hányadik evolúciós hullámunkat éljük már meg fajként?

commando 2019.02.28. 08:56:51

@finisz: Hát igen, van valami igazságod. De az élet azt mutatja, hogy a tudósok két csoportra oszlanak: egyik csoport állít valamit, a másik meg cáfolja ezt. Valójában évek óta műkedvelőként foglalkozom a kvantum-mechanikával és tényleg igaz, hogy teljesen felrúgja a Newton-i alapokon nyugvó mai fizikát. És abban is igazad van, hogy valaha évezredekben lehetett mérni a fejlődést, ma már évtizedekben, sőt években is mérhető. Nem tudható, hogy mikor kerül elő (lehet, hogy valamilyen jól őrzött páncélszekrény mélyéről) valami olyan szabadalom, ami minden eddigi szabályt felrúg. Hogy meddig él az emberi faj?? Úgy gondolom, hogy amíg ki nem írtja önmagát. Egyre nagyobb az esély rá. SAJNOS!

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.02.28. 09:54:33

@commando:

Tisztel Professzor úr!

Mindezt olyan udvariasabb és a blog olvasói számára hasznosabb formában is megtehetted volna, hogy kiegészíted a hozzászólásomat a fenti információval, mondjuk valahogy így:

"Akit Kovácsné kommentjén túlmenően közelebbről érdekel a luminozitás változása, pontosabb információt találhat például a Wikipédia Hertzsprung-Russell diagram szócikkében:
en.wikipedia.org/wiki/Hertzsprung%E2%80%93Russell_diagram "

Ez csöppet kulturáltabb lett volna, mint magas lóról számonkérő kommentet írni. Mellesleg a témát én is ismerem, eléggé közismert, de nem hiszem, hogy egy egyszerű kommentben feltétlenül csillagászati-kozmológiai előadást kell tartani.

Üdvözlettel:
Egy primitív, buta bölcsész, aki csak ugatja a fizikát

korxi 2019.03.01. 12:58:34

Egyszer azt olvastam hogy majdnem hármas találkozó lesz lesz, mert a Triangulum épphogy csak megússza az ütközést/összeolvadást. (De lehet hogy ez a meghaladott számítási modellel szintén inaktuálissá vált).

Az Androméda egyébként fényszennyezésmentes környezetben szabad szemmel is kivehető, tkp. az egyetlen olyan szabad szemmel látható objektum, ami a galaxisunkon kívül van (leszámítva a Magellán felhőket).

A Tejútrendszer és az Androméda ütközése mindig is érdekelt. Arra egyébként van lehetőség, hogy bemegyek valamelyik bemutató csillagvizsgálóba, pl. a Polarisba, és azt mondom hogy én az Androméda galaxist szeretném megnézni?:) Vagy meg lehet kérdezni, hogy annak megnézése mikor van programon?

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2019.03.03. 16:01:03

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Kicsit elkésve, de erre azért válaszolok. Mondtad. "...mert a Föld belsejében zajló bomlási folyamatok miatt a Föld még ma is több hőt sugároz ki, mint amennyit kap a Napból"

Hogy miből származik a Föld belső hője, ez egy jó kérdés, az általad is említett radioaktív bomlás az egyik biztos "befutó" valóban (én még a Föld - Hold kettős bolygó rendszer árapály jelenségeit is hőtermelőnek vélem, de ez most mindegy is ).

Emlékezetből. A Föld belső hőjének, hővezetésének a hőteljesítménye átlagosan o,o6 W négyzetméterenként. A Napállandó meg olyan 1465 W négyzetméterenként (a légkörön túl, a Föld felszínén pl nálunk olyan jó ha ezer Watt per m2). Vagyis a Föld felszínének a hőháztartásában a Nap négy nagyságrenddel nagyobb "fűtő" mint a Föld belső hője. Igaz ami igaz, a Föld hője éjszaka is áramlik, de talán az sem véletlen hogy a napi hőmérsékleti maximumok nem éjfélkor vannak. :-)

Ettől persze az Androméda és a Tejút találkozása az még egy kozmikus esemény lesz, de ezt sajna nem fogjuk látni. :-)

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.03.04. 10:00:25

@rdos:

"én még a Föld - Hold kettős bolygó rendszer árapály jelenségeit is hőtermelőnek vélem"

Így igaz, elég csak a Jupiter Io nevú holdjára gondolni, amelyet nem kis részben az árapályfűtés melegít. Sőt ha már nagyon precízek akarunk lenni, akkor a Föld pályájának excentrikus volta is okoz némi hőtermelődést.

Ne légy annyira pesszimista, talán már a mi életünkben feltalálják az örökélet-tablettát. Mondjuk nagy összegben nem mernék fogadni erre, de ha mégis, az úgyis már csak az örököseim gondja lesz. :D

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2019.03.04. 19:17:11

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Off. Ha már árapály és (Föld)hő. Jó lenne látni a számtant. Gömbszimmetrikus esetre (első közelítésben bolygók alakjára a gömb forma elég jó közelítés) remek és egyszerű analitikus számtanok vannak. Csak nem az én "tarsolyomban". Sajnos :-(

Megint csak emlékezetből az árapály jelenség az óceánokban tudjuk hogy extrém esetben akár több tíz méteres vízszint változást okoz, de az átlag árapály is több méterekben mérhető vízszint változást okoz. A Föld szilárd kérgében is van árapály miatti deformáció (alakváltozás), és ez megint csak emlékezetből, pár deciméter. Persze ez nem tűnik soknak, de a 6 óránként "alakváltozó hógolyó", azaz a Föld elég nagy tömegű ahhoz hogy ez a kis alakváltozás is jelentős hőtermelő lehet.

Jó lenne látni rá egyszerű számtant. Eddig nem futottam bele. :-( Igaz, nagyon nem is kerestem. :-(

On

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.03.04. 22:58:20

@rdos:

Nekem sem erősségem a matek - anno bölcsésznek tanultam -, de szerintem nem túl nehéz a matekja. A Földet annyi energia éri a Napból, amennyi egy 6,371 kilométer sugarú sík korongot érne merőlegesen. Lehetne persze négyzetes szögfüggvénnyel is számolgatni a gömbfelszín miatt, de minek, amikor sokkal egyszerűbb így.

A Föld átlagos albedója 0.3 ... 0.37 körül van attól függően, milyen albedót nézünk (ebbe most ne menjünk bele), vagyis minden 1465 wattból 440...540 wattot visszasugároz. Számoljunk 500 wattal négyzetméterenként, még mindig a sík korongot tekintve, akkor négyzetméterenként 500 wattot visszasugároz, 965 wattot pedig elnyel.

A saját forrásból megtermelt hő kisugárzását viszont már a teljes gömbfelületre kellene számolni, ahogy te is utaltál rá, de mivel összteljesítményt számolunk, maradhatunk a korongnál. Vagyis ha igaz az, hogy a Föld több hőt sugároz ki, mint amennyit a Napból elnyel, akkor a saját forrásból (bármi legyen is a forrás összetétele) származó hőkisugárzás teljesítményének meg kell haladnia a napsugárzásból elnyelt 965-500=465 wattot korong-négyzetméterenként. Az aztán már más kérdés, hogy ez a valós gömb (bocs: geoid) felszínen hogyan oszlik meg, hiszen ez nagyban függ a felszíni hőmérséklettől és a felszín helyi emisszivitásától meg még egy rakás más dologtól, pl. az időjárástól.

Már késő van, lehet, hogy elszámoltam valamit, na meg az egész azért nem kis egyszerűsítés is. Remélem, lesz majd valaki, aki kijavítja, amit elrontottam.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2019.03.05. 17:46:38

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Ami számokat mondtam az elébb Naphő és Földhő (áram teljesítménye) témában, azok mért adatok. Azzal az a jó, hogy nem kell matekozni vele. :-) On.