Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Поэтому со временем Андромеда и Млечный Путь обязательно налетят друг на друга. Что тогда произойдет?

Два астронома решили это выяснить. Томас Кокс и Абрахам Лёб из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики смоделировали взаимодействие между двумя гигантами за несколько миллиардов лет. Результаты не сулят нам ничего хорошего.

При сближении две галактики устремляются друг к другу с ускорением. Они начинают сближаться все быстрее и быстрее, пока наконец не столкнутся примерно через 2 млрд лет. Столкновение будет практически призрачным — звезды настолько далеки друг от друга что, по сути, две галактики пройдут прямиком одна сквозь другую. Шансы на то, что какие-то две звезды окажутся достаточно близко и физически столкнутся, практически равны нулю.

При большинстве столкновений галактик, которые мы наблюдаем сегодня, у участников происходит резкий рост числа образующихся звезд [118] Точнее, следует сказать «столкновений между крупными галактиками». Большие галактики поглощают маленькие постоянно: Млечный Путь прямо сейчас пожирает две карликовые галактики. Силы тяготения нашей Галактики разорвали обе на части, а их звезды постепенно присоединяются к коренному населению Млечного Пути. Такое случалось и в прошлом, причем неоднократно. . Это объясняется тем, что газовые облака, в отличие от звезд, очень большие, поэтому при обычном столкновении галактик шанс на столкновение облаков — многочисленные столкновения — это фактически реальность. Когда сталкиваются облака, происходит их коллапс и образуются звезды. Многие из этих звезд — массивные и горячие, поэтому они освещают окружающий их газ. Сегодня галактические столкновения во Вселенной объявляют о себе, вспыхивая как неоновые вывески.

Однако из модели Кокса и Лёба следует, что, когда Млечный Путь и Андромеда сольются через несколько миллиардов лет, большая часть газа, существующего сейчас в двух галактиках, уже будет израсходована, из него образуются новые звезды. В отличие от других галактических столкновений, во время нашего никакой вспышки звездообразования не будет. Поэтому для нас это столкновение не будет слишком опасным: отсутствие вспышек звездообразования означает отсутствие гигантских скоплений массивных звезд, облучающих свою округу, и никаких волн от взрывов сверхновых, разрушающих все вокруг.

Тем не менее это не означает отсутствие драматических эффектов. При столкновении искажается форма галактик. В настоящее время как Млечный Путь, так и Андромеда представляют собой огромные спирали с великолепными ветвями. Но представьте, что вы звезда на окраине галактики со стороны Андромеды. По мере приближения другой галактики вы начинаете ощущать действие ее сил тяготения, и в один прекрасный момент ее притяжение сравнивается с притяжением вашей родной галактики. Однако звезда, находящаяся с другой стороны Млечного Пути, будет ощущать гораздо меньшее притяжение, так как она находится гораздо дальше от Андромеды. От этого галактики будут удлиняться, растягиваться как тянучка, образуя длинные щупальца, называемые приливными течениями.

За миллионы лет две галактики пройдут одна сквозь другую, скользя по изогнутой траектории (в зависимости от того, насколько велика поперечная скорость). За ними будут тянуться два длинных хвоста из звезд, газа и пыли, образуя светящиеся щупальца длиной в сотни тысяч световых лет. Из какой-нибудь далекой галактики наши две выглядели бы как странная парочка морских чудищ, сражающихся не на жизнь, а на смерть (или, может быть, спаривающихся).

Галактики будут проходить одна сквозь другую на слишком низкой скорости, поэтому не смогут увернуться от крепкой хватки партнера. Спустя примерно еще 1 млрд лет они вернутся друг к другу, повторив последовательность, и снова, менее чем еще через миллиард лет. Наконец, спустя примерно 5 млрд лет от сегодняшнего дня две галактики окончательно сольются. Их ядра объединятся, а вещество, выброшенное в длинные хвосты, перейдет на устойчивую орбиту. Вместо двух спиралей после слияния образуется единая гигантская галактика эллиптической формы — Кокс и Лёб назвали ее Млекомеда (полагаю, что название Андромепуть было слишком похоже на название какого-то лекарства). Вероятно, многие из гигантских эллиптических галактик, которые мы видим на небе, образовались после таких массивных слияний; это «груды металлолома», оставшегося после космических столкновений.

Но вернемся к Солнцу. Что будет происходить с нами все это время?

Примечательно, что все это событие происходит в течение жизни Солнца. Несмотря на то что к тому времени, когда все закончится, Солнце, возможно, будет красным гигантом (см. главу 8), оно все еще будет существовать. Может быть.

С помощью модели Кокса и Лёба можно сделать некоторые прогнозы о судьбе Солнца. Они обнаружили, что после первого прохода двух галактик у Солнца есть большой шанс остаться в диске Млечного Пути. Однако существует небольшая вероятность (примерно 12 %) того, что его выбросит в один из длинных приливных хвостов. Это не страшно, и более того (как мы скоро увидим), для нас это может оказаться самым безопасным местом. А какой вид! Из того выгодного положения мы будем смотреть на столкновение, происходящее под нами, и практически никакая пыль не будет заслонять нам это зрелище. У нас будут места в ложе на одном из колоссальнейших событий во Вселенной.

С каждым следующим проходом двух галактик шанс на то, что Солнце будет выброшено из Млечного Пути, становится выше. К тому моменту, когда ядра галактик сольются, вероятность того, что Солнце будет находиться на расстоянии больше 100 000 световых лет от центра объединившихся галактик, составляет 50 % (а шансы на то, что мы будем на расстоянии не менее 65 000 световых лет от центра, выше, чем три к двум). В настоящее время от нас до центра Млечного Пути 25 000 световых лет, так что это существенное изменение.

Более того, во время слияния существует небольшая вероятность (менее 3 %) того, что мы окажемся с другой стороны и привяжемся к галактике Андромеды! Хотя вероятность такого очень мала, это поразительная идея. При столкновениях звезды обычно бывают преданными и остаются с теми, с кем пришли, но некоторые при случае оказываются перебежчиками.

Есть и другая возможность: существует небольшой, но реальный шанс (менее 1 %), что Солнце сместится к центру системы. Если бы такое произошло, Солнце могло бы оказаться всего в нескольких световых годах от объединившихся ядер двух галактик, и это было бы очень, очень плохо.

Помните, все крупные галактики имеют черные дыры в центре. Андромеда — не исключение: в ее сердце таится черная дыра гораздо больших размеров, чем наша, в 30 млн раз больше массы Солнца (наша всего в 4 млн больше). При объединении ядер две чудовищные черные дыры сольются и возникнет одна черная дыра с массой в 34 млн масс Солнца [119] Один из прогнозов, вытекающих из теории относительности Эйнштейна, заключается в том, что сливающиеся черные дыры создадут пульсации в ткани пространства и времени, как если бы вы взяли простыню и стали ее бешено трясти. Однако гравитационные волны, возникающие при слиянии двух сверхмассивных черных дыр, вероятно, недостаточно сильные, чтобы оказать какой-либо существенный эффект на звезды и иную материю, окружающую их. . Даже 1 % вероятности того, что мы окажемся поблизости от такого монстра, — это чуть больше того, что мне бы хотелось. Даже если нам посчастливится и черная дыра не проглотит нас, есть и другая проблема: газ.