Berapa banyak tumpang tindih galaksi Andromeda dan Bima Sakti ketika mereka bertabrakan?

Pengukuran pergeseran biru Andromeda mari kita simpulkan bahwa jarak antara galaksi Andromeda dan Bimasakti berkurang dan dalam beberapa miliar tahun mereka akan "bertabrakan".

Pergeseran biru hanya menghasilkan komponen radial vektor kecepatan Andromeda. Ini adalah pemahaman saya bahwa mengukur komponen tangensial sangat penting dalam menentukan apakah "tabrakan" akan benar-benar terjadi (dalam sistem dua tubuh yang terikat secara gravitasi, agar benda-benda seperti titik bertabrakan, komponen kecepatan relatif harus menunjuk tepat ke arah benda lain, yaitu komponen tangensial harus lenyap).

Sekarang, galaksi tidak seperti titik, sehingga beberapa komponen tangensial bukan nol yang kecil dapat menyebabkan tabrakan di mana setidaknya beberapa lengan galaksi berpotongan.

Apakah kecepatan tangensial telah diukur? Jika ya, bagaimana caranya? Seberapa sentral tabrakan (tonjolan menjadi tonjolan, tonjolan ke lengan, lengan ke lengan)?

Halaman ini , dari Juni 2012, berisi ringkasan yang cukup rinci dari tiga makalah yang mempertimbangkan kecepatan tangensial dan masalah tabrakan. Saya akan mengutip beberapa pilihan bit dari halaman itu:

Andromeda (M31) dan Bima Sakti adalah dua galaksi terbesar dalam kelompok kecil galaksi yang disebut Grup Lokal. Saat ini, M31 berjarak sekitar 770 kpk dari galaksi kita, tetapi pengukuran Doppler dari garis pandang velocites bintang-bintangnya telah lama menunjukkan bahwa ia jatuh ke arah kita. Sifat tabrakan yang tepat, sejauh ini tetap tidak diketahui. Apakah itu akan meleset, pukulan sekilas, atau smashup langsung? Ini tergantung pada gerakan yang tepat (gerakan menyamping) dari Andromeda di langit, yang sangat sulit untuk diukur.

Akhirnya, penulis penelitian ini berhasil mengumpulkan pengamatan Teleskop Luar Angkasa Hubble yang luar biasa akurat tentang gerak tangensial M31 selama periode lima hingga tujuh tahun, dan data ini menghilangkan keraguan bahwa Andromeda ditakdirkan untuk menyerang dan bergabung dengan Bima Sakti kita. Jalan dalam empat miliar tahun. Galaksi Triangulum M33, galaksi paling masif ketiga dari kelompok Lokal, yang terikat dengan M31, kemungkinan akan bergabung dalam boom kosmik (dengan kemungkinan kecil bahwa M33 akan mengenai Bima Sakti terlebih dahulu).

Hasil akhirnya adalah bahwa M31 memiliki kecepatan radial sehubungan dengan Bima Sakti sekitar -109 km / s, dan kecepatan tangensial sekitar 17,0 km / s (<34,3 km / dt pada kepercayaan 1-sigma). Angka-angka ini jelas menyiratkan bahwa vektor kecepatan Galaksi Andromeda secara statistik konsisten dengan orbit radial (tabrakan langsung) menuju Bima Sakti. Ini berarti bahwa sistem Bima Sakti-M31 terikat, dan bahwa kedua galaksi akan bergabung, sebagaimana diselidiki lebih lanjut dalam Makalah III.

Simulasi menunjukkan bahwa Bima Sakti dan galaksi Andromeda akan bergabung, secara konsisten dengan orbit radial (tabrakan langsung) yang disimpulkan dalam Kertas II untuk M31, dan bahwa "perisenter" pertama (pendekatan terdekat) akan terjadi pada sekitar 4 Gyr dari sekarang. Untuk Bima Sakti kita, pertemuan tersebut memiliki kemungkinan 72,2% untuk menjadi prograde (galaksi berputar ke arah yang sama dengan flyby). Di 41,0% dari orbit Monte-Carlo, M31 melakukan pukulan langsung dengan Bima Sakti kami, di mana penulis mendefinisikan "serangan langsung" sebagai pertemuan dengan jarak perisenter pertama kurang dari 25 kpc. Kedua galaksi akhirnya akan bergabung setelah 5,9 Gyr, dan profil massa radial dari sisa-sisa merger akan secara signifikan lebih diperluas daripada profil individu asli. Secara kasar, profil ini akan mengikuti$R^{1/4}$ karakteristik hukum galaksi elips, sesuai dengan prediksi dari simulasi numerik merger utama galaksi spiral.

Saya akan perhatikan bahwa , dan bahwa Bima Sakti hanya berdiameter sekitar 100.000 ly, jadi definisi "pukulan langsung" cukup jarak yang cukup jauh di sini.$25 \text{ kpc} = 25,000 \text{ pc} \cong 81,540 \text{ ly}$