Космическое сумо

Сегодня международная команда астрономов анонсировала открытие самой близкой к Млечному пути кольцеобразной галактики — «Колеса Катрины». Считается, что такие галактики образуются в результате центральных столкновений между крупной и небольшой галактиками. Мы решили показать вам, какими еще бывают взаимодействующие галактики, и собрали галерею из космических столкновений, захваченных на разных этапах.

Когда мы говорим о столкновениях галактик, стоит помнить, что мы говорим об очень разреженных объектах. О звездной плотности можно судить по нашему ближайшему окружению — в окрестностях 100 триллионов километров от Солнца всего 14 звезд. Плотность растет по мере приближения к центру, но все равно, большая часть объема галактики представляет собой пустоту. Поэтому в реальности, такие столкновения почти не приводят к столкновениям звезд — галактики словно проходят друг через друга.

Другое дело — воздействие гравитации на траектории звезд и структуру небесного тела. Сцепляясь между собой, гиганты необратимо изменяют свою форму. В результате, например, изначально спиральная галактика превращается в объект неправильной формы, часть рукавов которой может «выплеснуться» из основного диска. 

Также, столкновения приводят к значительному изменению скорости рождения звезд. Например, недавняя работа продемонстрировала, что при столкновениях галактик, различных по своему размеру, происходит «высасывание» газовых облаков из меньшей галактики в большую. Таким образом меньшая галактика лишается строительного материала для новых звезд — звездообразование прекращается. Иначе ситуация обстоит при взаимодействии галактик одинаковых размеров. Возмущения, возникающие в газовых облаках, работают как зародыши для будущих звезд — происходит рост звездообразования. 

Взаимодействия между галактиками можно поделить на несколько больших групп: столкновения, поглощения и воздействия. Подробнее остановимся именно на столкновениях. Это явление распространено во Вселенной — многие галактики входят в состав кластеров, где траектории движения небесных тел могут пересекаться. То, как будет развиваться система после столкновения сильно зависит от начальных параметров — скорости, масс галактик и так далее. Например, если в результате события импульсов небесных тел недостаточно, чтобы продолжить двигаться по своим траекториям, то галактики слипаются в единый объект неправильной формы.

Столкновения могут протекать и между большим количеством галактик — известны случаи, когда в тесном взаимодействии находится до шести небесных тел.

Отдельно следует выделить процессы, приводящие к образованию кольцевых галактик. В этом случае происходит центральное столкновение крупной галактики с более мелким объектом. В результате столкновения происходит образование ударных волн, распространяющихся от центра исходной галактики. Эти волны вызывают уплотнение в облаках газа и приводят к запуску процесса звездообразования в области, форма которой напоминает кольцо.

Кроме сравнительно равноправных столкновений, в отдельную группу выделяют процессы «галактического каннибализма». В таких ситуациях крупные галактики захватывают и встраивают в себя карликовые. Ближайшим примером может быть карликовая галактика в Стрельце, захваченная нашим Млечным Путем. Другим примером «галактики-каннибала» предположительно является Туманность Андромеды. В ее состав входит скопление звезд Mayall II иначе называемая M31 G1. Считается, что оно может являться карликовой галактикой. По некоторым предположениям в его центре находится сверхмассивная черная дыра.

К третьему классу взаимодействующих галактик относят объекты, находящиеся внутри галактических кластеров. Такие галактики подвергаются воздействию гравитации более массивных собратьев по кластеру и в результате этого значительно искажают свою форму. Но напрямую к столкновениям их относить нельзя.

Многие задаются вопросом, а на что изнутри похож процесс столкновения небесных гигантов между собой. Зная, что столкновения звезд при таких событиях довольно редки, можно надеяться, что гипотетическая планетная система, в которой находится наблюдатель, наверняка переживет столкновение. Для того, чтобы увидеть весь процесс слияния, придется наблюдать за ним на протяжении нескольких миллиардов лет.

Во-первых, на небе появится много новых звезд — как благодаря галактике-гостье, так и благодаря запустившемуся процессу звездообразования. Во-вторых, если сталкивающиеся галактики будут похожими на нашу, то внешний вид аналога Млечного пути над головой наблюдателя преобразится — появится полоса, соответствующая новой галактике.В третьих, вокруг галактики вспыхнут сверхновые, которые выбросит из новой системы пара сверхмассивных черных дыр, которая может начать взаимодействовать.

Возможно, будущим жителям Земли удастся увидеть такое зрелище. Навстречу к нам со скоростью примерно 120 километров в секунду движется Туманность Андромеды. Столкновение начнется примерно через три-пять миллиардов лет, однако гарантий того, что два небесных гиганта просто не разминутся, нет.

Владимир Королёв