Samanyolu Andromeda ile buluşuyor

Galaksimizin ve dev komşusunun milyarlarca yıl içinde nasıl tek bir galaksiye dönüşebileceği

Adım adım

İki dev komşu

Andromeda, çoğu insanın çıplak gözle görebildiği en uzak şeydir: karanlık bir gecede Andromeda takımyıldızında soluk bir lekedir. Gördüğümüz ışık ondan yaklaşık 2,5 milyon yıl önce yola çıktı. Dolunayın altı katı genişliğe yayılır, ama göz yalnızca parlak merkezini görür.

İkisi de sarmal galaksidir: parlak bir çekirdeğin çevresinde dönen yassı yıldız ve gaz diskleri, çok daha büyük bir karanlık madde halesiyle sarılı. O karanlık maddeyle birlikte her biri yaklaşık bir trilyon Güneş kütlesindedir. Güneş burada işaretli; galaksimizin merkezinden yaklaşık 26.000 ışık yılı uzakta.

Dünya'dan ölçülen

Andromeda'nın ışığı maviye kaymış: bize saniyede 301 km hızla yaklaşıyor. Bunun çoğu Güneş'in galaksimiz çevresindeki kendi hareketinden geliyor; galaksimizin merkezine doğru Andromeda saniyede yaklaşık 115 km hızla yaklaşıyor.

Görüş doğrultumuz boyunca hız, bir galaksinin ışığındaki kaymadan kolayca ölçülür. Gökyüzü boyunca hız ise öyle değil: Andromeda'nın uzaklığında saniyede 100 km'lik yan hız bile onu bir yüzyılda bir derecenin milyonda birinden az kaydırır. Hubble ve ardından Gaia uzay teleskobu, yıllarca yıldızlarını çok daha uzak galaksilere karşı izleyerek bu kaymayı ölçtü.

Her şeyi bu yan hız belirler. Sıfır olsaydı iki galaksi doğrudan birbirinin içine düşerdi. Küçük ama sıfır değil ve henüz tam bilinmiyor; bu yüzden ne kadar yakından geçeceklerini kimse kesin söyleyemez. Andromeda'yı burada gördüğümüz gibi görüyorsunuz, diski bize doğru dik biçimde eğik.

Yazı tura

Burada ölçümlerin izin verdiği onlarca gelecek var; her biri Andromeda'nın önümüzdeki 10 milyar yıldaki yolu. Yaklaşık yarısında iki galaksi birleşiyor; geri kalanında uzaktan geçip bir daha hiç buluşmuyorlar.

2025'te gökbilimciler Yerel Grup'un önümüzdeki 10 milyar yılını binlerce simülasyonda izledi; her biri ölçüm hataları içinde farklı değerlerle başladı: galaksilerin kütleleri, uzaklıkları ve hareketleri. Samanyolu ile Andromeda bu süre içinde bunların yalnızca yaklaşık yarısında birleşti, çoğunlukla bugünden yaklaşık 7,6 milyar yıl sonra.

En büyük iki eşlikçi de önemli. Andromeda'ya düşen Üçgen Galaksisi birleşmeyi daha olası kılıyor; yörüngesi onlarınkini dik açıyla kesen Büyük Macellan Bulutu ise daha az olası. Hikâye, birleştikleri bir geleceği izliyor. Daha iyi ölçümler, özellikle Andromeda'nın yan hareketininki, hangisinin doğru olduğunu gösterecek.

Küçük bir galaksi düşüyor

Büyük Macellan Bulutu 160.000 ışık yılı uzaklıkta ve güney yarımküreden çıplak gözle kolayca görülüyor. Karanlık maddesiyle birlikte Samanyolu'nun kütlesinin onda birinden fazlasına sahip. Galaksimizin halesinde ilerlerken arkasında onu geri çeken bir karanlık madde izi toplar: bu, Andromeda'yı da getirecek olan fren, dinamik sürtünmedir.

Düşerken gel-git kuvvetleri onu parçalar ve yıldızları, ondan önce yutulmuş birçok küçük galaksininki gibi Samanyolu'na dağılır. Nasıl parçalandığı burada çizilmiştir: bunu ayrıntılı gösterebilen yalnızca her yıldızın diğer her yıldızı çekişini izleyen simülasyonlardır.

Andromeda'nın eşlikçisi

Üçgen Galaksisi, Yerel Grup'un üçüncü büyük galaksisi; Samanyolu'nun genişliğinin yarısından biraz fazla bir sarmal, bizden 2,8 milyon ışık yılı uzakta. Andromeda gibi, çok karanlık bir gökyüzünde çıplak gözle zar zor görülebilir. Andromeda'ya ilk kez düşüyor gibi görünüyor.

Onun çekimi bizim geleceğimiz için de önemli. Andromeda'ya düşerken onu yana çeker ve çalışmanın simülasyonlarında bu, Samanyolu ile birleşmeyi daha olası kıldı. Burada da yıldızlarının nasıl parçalanıp Andromeda'ya dağıldığı çizilmiştir.

Yaklaşma

Zaman hızlandırıldı: milyarlarca yıl boyunca iki galaksi, birbirlerinin kütleçekimiyle, giderek hızlanarak birbirine düşüyor. Andromeda gece gökyüzümüzde büyüyor.

Onları birbirine çeken şeyin çoğu karanlık maddedir: her galaksinin karanlık madde halesi yıldızlarının birkaç katı ağırlıktadır ve yüz binlerce ışık yılı uzağa uzanır. Haleler üst üste binince birbirlerini frenlerler ve galaksileri birleşecek kadar yavaşlatan budur.

Dünya'dan Andromeda, gökyüzünün büyük bölümünü kaplayana dek giderek büyür ve parlaklaşırdı; diski bugün gördüğümüz gibi eğik. Ama o zamana dek Güneş değişmiş olacak: yaklaşık beş milyar yıl sonra bir kırmızı deve dönüşmek üzere şişmeye başlar.

İlk geçiş

Her galaksi diğerinin yakın yüzünü uzak yüzünden daha güçlü çeker ve onu gerer. Bir diskin ne kadar parçalandığı nasıl döndüğüne bağlıdır: Andromeda'nınki yörüngeyle aynı yönde döner, bu yüzden dış yıldızları sürüklenip dışarı fırlatılır; ters yönde dönen Samanyolu'nunki ise daha iyi dayanır.

Galaksiler birbirlerinin karanlık madde halelerinden geçer; haleler onları frenler ve hızlarını çalar. Yıldızları neredeyse hiç çarpışmaz: öyle uzaktırlar ki iki galaksi tümüyle üst üste binse bile iki yıldızın çarpışması son derece nadirdir.

Uzaklaşma ve geri dönüş

Karanlık maddelerinin freni olmasa yeniden çok uzaklaşabilirlerdi. Onunla her geçiş yörüngelerinden daha fazla enerji alır, bu yüzden bir sonraki daha erken ve daha yakın gelir. Çalışmanın simülasyonlarında birleşmelerin çoğu ikinci geçişte oldu.

Bu arada çalkalanan diskler biraz durulur, ama ilk geçişte fırlatılan yıldızlar dışarı doğru sürüklenmeyi sürdürür ve iki galaksinin çevresinde soluk akıntılar ve kabuklar oluşturur; gökbilimcilerin başka bir galaksiyle karşılaşmış pek çok galaksinin çevresinde gördükleri gibi.

Birleşme

Galaksiler birleşirken her yıldıza etki eden çekim hızla değişir ve düzenli dönüşlerini her yöne uzanan ilmeklere çevirir. Gaz bulutları çarpışıp yeni yıldızların patlamasını başlatabilir; merkeze düşen gaz da kara delikleri besleyebilir; onlar da zamanla birbirine yaklaşıp birleşir.

Samanyolu'nun kara deliği Sagittarius A* yaklaşık dört milyon, Andromeda'nınki yaklaşık yüz milyon Güneş kütlesindedir. Birleşmenin sonu burada tam simülasyonların gösterdiğine göre çizilmiştir, çünkü burada gösterilen yıldızlar birbirlerini çekmez.

Tek galaksi

Birkaç yüz milyon yıl sonra ikisi, sarmal kolları olmayan, yaşlı yıldızlardan oluşan yuvarlak tek bir galaksiye dönüşmüş: bazen Milkomeda denen eliptik bir galaksi.

Eliptik galaksiler, gördüğümüz en büyük galaksiler arasında yaygındır ve çoğunun bunun gibi birleşmelerle oluştuğu düşünülür. Az gaz kaldığından az sayıda yeni yıldız doğar ve milyarlarca yıl boyunca parlak mavi yıldızları öldükçe galaksinin ışığı kızarır.

Büyük Macellan Bulutu ile Üçgen Galaksisi de onun parçasıdır ve Yerel Grup'un birçok küçük galaksisi de onları izleyebilir. O zamana dek grubun dışındaki galaksiler, evrenin genişlemesiyle daha da uzaklaşmış olacak.

Güneş nereye varıyor

Güneş, neredeyse her yıldız gibi, birleşmeden sağ çıkar. Bu gelecekte yeni galaksinin merkezine, bugün bizimkinin merkezine olduğundan daha uzak bir yerde kalır.

Birleşme simülasyonları, Güneş'in büyük olasılıkla daha dışarı taşınacağında hemfikirdir, ama tam olarak nereye, önceden bilinemez. Yakın yıldızlar gezegenleri rahatsız edecek kadar yaklaşmaz: galaksiler birleşirken bile yıldızlar birbirinden trilyonlarca kilometre uzakta kalır.

O zamana dek Güneş bugünkü yıldız olmayacak. Bugünden yaklaşık 7,6 milyar yıl sonra kırmızı dev olarak en büyük hâline ulaşır, sonra dış katmanlarını atıp Dünya büyüklüğünde sönük bir kor olan beyaz cüceye dönüşür ve yeni galakside dönmeyi sürdürür.