Ahli astronomi telah lama mengetahui bahawa Bima Sakti dan galaksi Andromeda akan bertembung pada tarikh yang akan datang. Dugaan terbaik untuk pertemuan itu adalah sekitar 3.75 bilion tahun dari sekarang. Tetapi sekarang kajian baru berdasarkan Data Release 2 dari misi Gaia ESA membawa beberapa kejelasan mengenai perlanggaran masa depan ini.
Terdapat lebih banyak gambaran perlanggaran keseluruhan daripada Bima Sakti dan Andromeda (M31). Kedua-dua galaksi adalah sebahagian daripada kumpulan galaksi yang disebut Kumpulan Tempatan, dan Kumpulan Tempatan mempunyai anggota ketiga besar, Galaksi Triangulum (M33). Walaupun Kumpulan Tempatan mengandungi galaksi lain, itu adalah tiga yang disebutkan di atas yang merupakan sebahagian besar jisim. Dari ketiganya, Andromeda adalah yang paling besar, Bima Sakti adalah yang kedua paling besar, dan Triangulum adalah yang ketiga.
Kumpulan Tempatan terdiri daripada lebih dari 54 galaksi yang berbeza, walaupun kebanyakan dari mereka adalah galaksi kerdil, secara gravitasi melekat pada tiga galaksi besar. Pusat graviti Kumpulan berada di antara Bima Sakti dan Andromeda.
Walaupun pertembungan telah diramalkan untuk beberapa waktu sekarang, masih banyak ketidakpastian. Teleskop Angkasa Hubble dan ruang lingkup 'ground-based lainnya seperti Very Long Baseline Array (VLBA) telah memberikan bukti pemerhatian untuk perlanggaran ini. Dengan data tersebut, para astronom dapat mempelajari sedikit tentang bagaimana orbit Andromeda dan Triangulum telah berubah dari masa ke masa.
Andromeda dan Triangulum adalah galaksi spiral, seperti Bima Sakti, dan jaraknya antara 2.5 dan 3 juta tahun cahaya dari kita. Mereka juga cukup dekat untuk berpotensi berinteraksi secara graviti, yang meredakan ramalan perlanggaran.
Di sinilah misi Gaia ESA masuk.
“Kami perlu meneroka gerakan galaksi dalam 3D untuk mengetahui bagaimana mereka tumbuh dan berkembang, dan apa yang mencipta dan mempengaruhi ciri dan tingkah laku mereka.“
Pengarang utama kajian Roeland van der Marel, Institut Sains Teleskop Angkasa (STScI) Baltimore, Amerika Syarikat.
“Kami perlu meneroka gerakan galaksi dalam 3D untuk mengetahui bagaimana mereka tumbuh dan berkembang, dan apa yang mencipta dan mempengaruhi ciri dan tingkah laku mereka,”Kata penulis utama Roeland van der Marel dari Institut Sains Teleskop Angkasa (STScI) di Baltimore, Amerika Syarikat. "Kami dapat melakukan ini dengan menggunakan paket kedua data berkualiti tinggi yang dikeluarkan oleh Gaia.“
Misi Gaia adalah membuat peta 3D galaksi Bima Sakti kami, dan juga melakukan perkara yang sama untuk bahagian-bahagian Kumpulan Tempatan. Walaupun 'ruang lingkup seperti Hubble memberi kita pandangan tajam dari anggota Kumpulan Tempatan yang lain, mereka tidak memberi kita pengukuran kedudukan dan gerakan bintang secara tepat. Itulah misi Gaia.
“Kami menggabungkan data Gaia untuk mengenal pasti ribuan bintang individu di kedua galaksi itu, dan mengkaji bagaimana bintang-bintang ini bergerak di dalam rumah galaksi mereka,"Tambah pengarang bersama Mark Fardal, juga STScI. "Walaupun Gaia bertujuan untuk mempelajari Bima Sakti, ia cukup kuat untuk melihat bintang-bintang yang sangat besar dan terang di kawasan-kawasan yang membentuk bintang - bahkan di galaksi di luar kita sendiri.“
Pada masa lalu, ketika para astronom menggunakan Hubble dan observatorium lain untuk mengkaji gerakan tiga anggota terbesar Kumpulan Tempatan, mereka menemui dua kemungkinan. Sama ada galaksi Triangulum berada di orbit enam bilion tahun yang sangat panjang di sekitar Andromeda tetapi telah jatuh ke dalamnya pada masa lalu, atau pada masa ini ia berada pada musim gugur pertama. Setiap senario mencerminkan jalur orbit yang berbeza, dan dengan itu sejarah pembentukan dan masa depan yang berbeza untuk setiap galaksi.
Tetapi sekarang Gaia telah memberikan lebih banyak data kepada para astronom untuk dikendalikan. Bukan hanya mengungkapkan bagaimana galaksi bergerak melalui ruang angkasa, ia juga menunjukkan kadar putarannya. Data kadar putaran ini telah lama didambakan, sejak para astronom mula mempelajari pembentukan dan evolusi galaksi seratus tahun yang lalu, dan akhirnya Gaia telah menyampaikan.
“Dibutuhkan sebuah balai cerap yang maju seperti Gaia untuk akhirnya melakukannya.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Dibutuhkan sebuah balai cerap yang maju seperti Gaia untuk akhirnya melakukannya,"Kata Roeland. "Untuk pertama kalinya, kami telah mengukur bagaimana M31 dan M33 berputar di langit. Ahli astronomi biasa melihat galaksi sebagai dunia berkelompok yang tidak mungkin terpisah sebagai 'pulau', tetapi sekarang kita tahu sebaliknya. Ia telah mengambil masa 100 tahun dan Gaia akhirnya mengukur kadar putaran sebenar, jiran galaksi terbesar kami, M31. Ini akan membantu kita memahami lebih lanjut mengenai sifat galaksi.“
Para penyelidik di belakang kajian menggabungkan data yang ada dengan data baru dari Gaia Release 2 untuk membuat gambaran yang lebih tepat tentang bagaimana Andromeda dan Triangulum bergerak melalui ruang angkasa. Mereka berjaya memproyeksikan ini ke masa lalu dan masa depan selama berbilion tahun.
“Halaju yang kami dapati menunjukkan bahawa M33 tidak boleh berada di orbit panjang di sekitar M31, ”kata pengarang bersama Ekta Patel dari University of Arizona, Amerika Syarikat. "Model kami sebulat suara menunjukkan bahawa M33 mesti masuk M31 pertama.“
Kajian ini juga mendedahkan lebih banyak apa yang ada untuk Bima Sakti dan Andromeda. Daripada perlanggaran (yang lebih tepat disebut interaksi pasang surut kerana tidak ada bintang atau planet yang mungkin bertabrakan), akan ada lebih banyak lagi tamparan yang melintas. Dan daripada berlaku dalam kira-kira 3,75 bilion tahun, ia akan berlaku dalam sekitar 4,5 miliar tahun. Phew!
“Penemuan ini sangat penting untuk pemahaman kita tentang bagaimana galaksi berkembang dan berinteraksi. "
Timo Prusti, Saintis Projek ESA Gaia
Makalah baru, dan data baru dari Gaia, juga menjelaskan bagaimana galaksi seperti Andromeda dan Triangulum terbentuk dan berkembang.
“Penemuan ini sangat penting untuk pemahaman kita tentang bagaimana galaksi berkembang dan berinteraksi, " kata Timo Prusti, Saintis Projek ESA Gaia. "Kami melihat ciri yang tidak biasa di kedua-dua M31 dan M33, seperti aliran melengkung dan ekor gas dan bintang. Sekiranya galaksi tidak pernah bersatu sebelumnya, ini tidak dapat dibuat oleh kekuatan yang dirasakan semasa penggabungan. Mungkin ia terbentuk melalui interaksi dengan galaksi lain, atau oleh dinamika gas dalam galaksi itu sendiri.
Sumber:
- Kertas Penyelidikan: Pertama Gaia Dinamika Sistem Andromeda: Gerakan yang betul, Orbit, dan Putaran DR2 M31 dan M33
- Siaran Akhbar ESA: GAIA Jam Kelajuan Baru Untuk Perlanggaran Bima Sakti-Andromeda
- Misi GAIA ESA
