Сколько будет перекрывать галактику Андромеды и Млечный путь, когда они столкнутся?

Измерения синего смещения Андромеды позволяют сделать вывод, что расстояние между галактикой Андромеды и Млечным путем уменьшается, и через несколько миллиардов лет они будут "сталкиваться".

Синее смещение дает только радиальную составляющую вектора скорости Андромеды. Насколько я понимаю, измерение тангенциального компонента имеет решающее значение для определения того, произойдет ли «столкновение» (в гравитационно связанной системе двух тел для столкновения точечных тел компонент относительной скорости должен точно указывать на другое тело, т.е. тангенциальная составляющая должна исчезать).

Теперь галактики не являются точечными, поэтому некоторый небольшой ненулевой тангенциальный компонент может привести к столкновению, где, по крайней мере, некоторые галактические руки пересекаются.

Измерена ли тангенциальная скорость? Если так, то как? Насколько центральным является столкновение (выпячивание в выпуклость, выпячивание в руки, руки в руки)?

На этой странице , опубликованной в июне 2012 года, содержится довольно подробное резюме трех работ, в которых рассматривались проблемы тангенциальной скорости и столкновения. Я процитирую несколько битов выбора с этой страницы:

Андромеда (M31) и Млечный Путь - две самые большие галактики в небольшой группе галактик, называемой Местной Группой. В настоящее время M31 находится на расстоянии около 770 кпк от нашей галактики, но допплеровские измерения скоростей прямой видимости ее звезд уже давно показали, что он неумолимо падает на нас. Точный характер столкновения, однако, до сих пор остается неизвестным. Будет ли это мисс, скользящий удар или удар головой? Это зависит от правильного движения (боковое движение) Андромеды в небе, которое чрезвычайно трудно измерить.

Наконец, авторам этого исследования удалось собрать необычайно точные наблюдения космического телескопа Хаббла касательного движения M31 в течение пяти-семи лет, и эти данные устраняют любые сомнения в том, что Андромеде суждено ударить и слиться с нашим Млечным Путь через четыре миллиарда лет. Треугольная галактика M33, третья по величине галактика Локальной группы, которая связана с M31, вероятно, присоединится к космическому буму (с небольшой вероятностью, что M33 ударит Млечный Путь первым).

Окончательный результат состоит в том, что M31 имеет радиальную скорость относительно Млечного пути около -109 км / с и тангенциальную скорость около 17,0 км / с (<34,3 км / с с доверительной вероятностью 1 сигма). Эти числа ясно указывают на то, что вектор скорости Галактики Андромеды статистически соответствует радиальной (лобовое столкновение) орбите к Млечному Пути. Это означает, что система Млечный Путь-M31 связана, и что две галактики будут объединены, как будет исследовано в статье III.

Моделирование показывает, что Млечный Путь и галактика Андромеды сливаются в соответствии с радиальной (лобовое столкновение) орбитой, выведенной в Документе II для M31, и что первый «перицентр» (самый близкий подход) произойдет примерно в 4 млрд. Лет от сейчас. Для нашего Млечного Пути, столкновение имеет 72,2% вероятности быть проградом (галактика вращается в том же направлении, что и пролёт). На 41,0% орбит Монте-Карло M31 наносит прямой удар нашим Млечным путем, где авторы определяют «прямой удар» как столкновение с первым расстоянием между центрами менее 25 кпк. Две галактики со временем сливаются после 5,9 млрд. Лет, и профиль радиальной массы остатка слияния будет значительно больше, чем исходные отдельные профили. Грубо говоря, этот профиль будет следовать$R^{1/4}$ закон, характерный для эллиптических галактик, в соответствии с предсказаниями численного моделирования крупных слияний спиральных галактик.

Я отмечу, что , и что Млечный Путь имеет диаметр всего около 100000 литров, поэтому определение «прямого удара» вполне существенное расстояние здесь.$25 \text{ kpc} = 25,000 \text{ pc} \cong 81,540 \text{ ly}$