Ütközőpályán: Szimulálták galaxisunk végzetét

Amikor autók ütköznek, akkor balesetről beszélünk, galaxisok esetében a természet munkájára hivatkoznak. Sok csillagász hiszi, hogy ezek az ütközések a galaxisok és galaxishalmazok életében a természetes evolúció részei. Most a tudományos kísérleteket és a nagyteljesítményű számítógépes látvány effektusokat összevegyítve modellezik a folyamatokat.

Frank Summers az Űrteleszkóp Tudományi Intézet (STScI) asztrofizikusa állított elő egy galaxis ütközést számítógépes modellezés és azzal a különleges effektusokat generáló szoftver kombinációjával, amivel a számítógépes animációs mozifilmeket is készítik. Az így létrejött animáció bemutatja két nagy spirális galaxis ütközését, melyek méretükben a mi Tejút-rendszerünkhöz és a szomszédos Andromédához hasonlóak, melyekről feltételezik, hogy néhány milliárd év múlva összeütköznek.


Animációjában Summers bemutatja a két galaxist különböző helyzetekben, majd dokumentálja ütközésüket másodpercenként 10 millió éves arányban. Az egész jelenet közel 500 millió évet fed le. Amint a galaxisok megközelítik egymást, egészen az ütközés pillanatáig megtartják alakjukat, ahol a gravitáció úgynevezett "árapály erői" hosszú csillagcsóvák kialakulásában mutatkoznak meg, a gázt és port nevezik árapály-uszálynak. Ezután mindkét galaxis közepe egyetlen mag maradványba olvad össze. A jelenet valószínűleg egy előzetes a Tejút-rendszer és az Androméda között a távoli jövőben lezajló kölcsönhatásról, amit már több csillagász modellezett.

Summers Chris Mihos, a Case Western Egyetem, és Lars Hemquist, a Harvard Egyetem csillagász professzorainak és galaktikus modellezőinek kutatási adatait használta fel, valamint egy szuperszámítógépet, hogy ábrázolja az ütközést.

A galaxisok szerkezetét tanulmányozó csillagászok legtöbb idejét a sötét anyag modellezése köti le, a mindenhol jelenlevő, de láthatatlan valamit, ami a galaxisok tömegének nagy részét kiteszi. Csupán 10 és 30 százalék közötti galaxis tömeg látható, így a forgásából állapítják meg a sötét anyag tartalmát.


Az univerzum kezdetén az ütközések gyakoriságának aránya tízszeresétől a százsorosáig terjedt, azon egyszerű oknál fogva, hogy a dolgok közelebb voltak egymáshoz. Bár a különálló csillagok fizikailag nem csapódtak egymáshoz - a köztük levő tér még így is óriási - a találkozás gravitációs hatásai elegendők voltak, hogy felismerhetetlenné torzítsák a galaxisokat. Két spirális galaxis ütközése egy elliptikust eredményezhet.

"A galaxisok közötti összeolvadások és kölcsönhatások elengedhetetlen részei dinamikus fejlődésüknek" - mondta John Dubinski, a Toronto Egyetem csillagász professzora, aki már modellezte a végső összecsapást galaxisunk és az Androméda között. "Az elliptikus galaxisok, melyek közel 10 százalékát teszik ki a galaxisok populációjának, nagy valószínűséggel két vagy több, közel egyforma tömegű galaxis összeolvadásának eredményei"