برخورد راه شیری و آندرومدا؛ بزرگترین تصادف کیهانی که هرگز نخواهیم دید
دانشمندان شانس برخورد کهکشان راه شیری و آندرومدا را ۵۰درصد محاسبه میکنند؛ ابرتصادفی در آینده دور که ساختار کیهان و سیاهچالهها را دگرگون خواهد کرد.
به گزارش سایت دیدبان ایران، برخورد کهکشانها یکی از هیجانانگیزترین و در عین حال هولناکترین سناریوهای پیشروی جهان هستی است. کهکشان راه شیری و نزدیکترین همسایهی بزرگ آن، یعنی آندرومدا، در مسیر ابرتصادفی کیهانی قرار دارند؛ رویدادی که آیندهی منظومه شمسی را هم تحت تأثیر قرار خواهد داد.
ستارهشناسان در سال ۲۰۱۲ با تکیه بر دادههای تلسکوپ فضایی هابل اعلام کردند کهکشان آندرومدا با سرعتی سرسامآور به سمت کهکشان راه شیری میآید. محاسبات اولیه نشان میداد این دو غول مارپیچی حدود چهار میلیارد سال دیگر بهطور مستقیم با یکدیگر برخورد خواهند کرد.
تحقیقات بعدی، پیشبینی قاطع را با تردیدهای جدی همراه کرد. برخی شبیهسازیها تنها عبوری بیخطر را نشان دادند و برخی دیگر زمان برخورد را بسیار دورتر دانستند. اما جدیدترین محاسبات با درنظرگرفتن نیروی گرانش کهکشانهای اقماری، شانس تصادف را ۵۰ درصد، یا به عبارتی شبیه به پرتاب سکه ارزیابی میکند.
نگرانی دربارهی حادثهی کیهانی برخورد دو کهکشان فراتر از توانایی حیات بشر است؛ زیرا یافتههای جدید نشان میدهند رویداد برخورد کهکشانها در صورت وقوع تا هشت میلیارد سال دیگر رخ نخواهد داد. سناریوی تخریب ناشی از برخورد، به روش پیشروی گامبهگام این تصادف غولآسا بستگی دارد.
سرعت نزدیکی کهکشان راه شیری و آندرومدا در زمان برخورد نزدیک به یک میلیون کیلومتر بر ساعت تخمین زده شده است که در ابعاد انسانی باورنکردنی است، اما در مقیاس کیهانی بسیار ناچیز به نظر میرسد. هر دو کهکشان دیسکی به پهنای بیش از ۱۰۰هزار سال نوری دارند؛ بنابراین فرآیند برخوردی با سرعت یک میلیون کیلومتر بر ساعت ممکن است صدها میلیون سال زمان ببرد.
اما پیامدهای رویداد تا میلیاردها سال در کهکشان تازه ادغامشده طنینانداز خواهد شد. جرم آندرومدا ۱٫۵ تریلیون برابر و جرم راه شیری حدود ۸۰۰ میلیارد برابر خورشید تخمین زده میشود. این جرم عظیم، نیروی گرانش فوقالعادهای میان آنها ایجاد میکند. گستردگی ابعاد این دو کهکشان باعث میشود رفتار گرانشی آنها بسیار پیچیدهتر از جاذبهی سادهی نیوتنی باشد.
فاصلهی بین دو لبهی نزدیکتر دیسک کهکشانها در آغاز نزدیکی، حدود ۱۲۰هزار سال نوری، یعنی به اندازهی قطر دیسک راه شیری خواهد بود. بخش دورتر دیسک راه شیری، دو برابر این مقدار، یعنی بیش از ۲۰۰هزار سال نوری از آندرومدا فاصله خواهد داشت. گرانش با مجذور فاصله رابطهی عکس دارد و این اختلاف نیرو در جبهههای مختلف کهکشان، اثر کشندی یا جزرومدی شدیدی ایجاد میکند.
در نهایت، نیروی کشندی ساختار منظم هر دو کهکشان را دستخوش تغییرات بنیادی میکند. با نزدیکشدن لبهها، ستارهها، گازها و غبارهای میانستارهای مثل آبنبات تافی کش میآیند. این جریانهای کشیدهشده در فضا، ساختارهای عظیمی به نام دمهای کشندی را شکل میدهند.
تصور عمومی از رویداد تصادف کیهانی، شبیه به برخورد هولناک دو کامیون هجدهچرخ است. اما کهکشانها برعکس اجسام صلب، ساختاری عمدتاً توخالی دارند و مانند دو روح در تاریکی شب از درون یکدیگر عبور میکنند. گرانش متقابل، آنها را دوباره به سوی هم میکشد تا پس از چند مرحله تصادف، با یکدیگر ادغام شوند.
هماهنگی گرانشی کهکشانها حتی در صورت فقدان برخورد مستقیم نیز دمهای کشندی زیبایی در فضا خلق میکند. اما همین تعاملات مایل و به ظاهر آرامتر نیز در بیشتر موارد به ادغام کامل دو کهکشان ختم میشوند و یک ابرکهکشان واحد را پدید میآورند.
خروج منظومههای سیارهای از کهکشان میزبان، یکی از پیامدهای حتمی کشیدگیهای گرانشی است. منظومههای گرفتار در دمهای کشندی به فضای بیرونی پرتاب میشوند، هرچند جابجایی به قدری کند رخ میدهد که برای ساکنان احتمالی سیارات بیخطر خواهد بود.
احتمال تصادف فیزیکی ستارهها با یکدیگر نیز به دلیل فواصل نجومی میان آنها بسیار اندک است. قطر یک ستارهی معمولی حدود یک میلیون کیلومتر است، در حالی که فاصلهی میان ستارهها در منظومهی خورشیدی ما بهطور میانگین حدود چهار سال نوری یا ۴۰ تریلیون کیلومتر است. ستارهای متوسط در مجاورت ما، یک چهلمیلیونیم اندازهی فاصله خود از نزدیکترین همسایهاش را دارد و این هدف کوچک، شانس برخورد را نزدیک به صفر میکند.
تراکم ستارهای در هستهی کهکشانها، برخلاف حومهی آرام آنها، بسیار بالا است. برخورد ستارهها در مناطق مرکزی، آتشبازیهای آشفته و انفجارهای عظیمی را رقم میزند. سیستم ستارهای چشمنواز V838 تکشاخ یکی از نمونههای ثبتشده از این دست برخوردهای کیهانی است.
ابرهای گستردهی گاز و غبار برخلاف ستارهها ابعادی چندصد سال نوری دارند و برخورد آنها حتمی است. این فشردگی گازی عظیم، جرقهای برای تولد همزمان هزاران ستارهی غولپیکر خواهد بود؛ پدیدهای زیبا که تشعشعات مرگبار آن، محیط اطراف را ناامن میکند.
اما سیاهچالههای کلانجرم مستقر در قلب دو کهکشان، خطرناکترین بازیگران سناریوی برخورد هستند. سیاهچالهی کمان ای* (*Sagittarius A) در مرکز کهکشان راه شیری چهار میلیون برابر خورشید جرم دارد، در حالی که جرم سیاهچالهی مرکزی آندرومدا یا همان مسیه ۳۱ (M31)، نزدیک به ۱۴۰ میلیون برابر خورشید است.
سیاهچالههای کلانجرم مستقر در مرکز دو کهکشان خطرناکترین بازیگران سناریوی برخورد هستند
سقوط گازهای آشفته به درون مدارهای دو سیاهچاله، قرصهای برافزایشی (ساختارهایی دیسکمانند و چرخان از گاز) فوقالعاده داغ و درخشانی ایجاد میکند. این فرآیند، هستههای کهکشانی را فعال میسازد و پرتوهای پرانرژی و خطرناکی ساطع میکند که فورانهای ستارهزایی قبلی در برابر آن مانند آفتابسوختگی ملایم و ناچیز خواهند بود.
ادغام نهایی دو سیاهچالهی غولپیکر چند میلیارد سال پس از برخورد اولیه رخ میدهد. این پیوند بزرگ، امواج گرانشی شدیدی آزاد میکند که انرژی آن با مجموع انرژی تمام ستارههای جهان مشاهدهپذیر برابری میکند و با ایجاد نوسان در بافت فضا و زمان، محیط پیرامون را دگرگون میسازد.
اما خبر خوش اینکه نابودشدن پیشدستانهی زمین و خورشید، مانع از درک فاجعه توسط انسان میشود. خورشید تا هشت میلیارد سال دیگر به یک غول سرخ تبدیل شده، زمین را ذوب کرده و در نهایت به شکل کوتولهی سفید کوچک درآمده است. یعنی انسان حتی در صورتی که منقرض نشده باشد، احتمالاً باز هم تماشای این آتشبازی کیهانی را از دست خواهد داد.
در نهایت، تماشای تصادف دو کهکشان از نمای نزدیک، رویای ناتمام ستارهشناسان زمینی باقی خواهد ماند. دانشمندان امروزی برای شبیهسازی این آیندهی دور، به مطالعه روی کهکشانهای برخوردکننده در اعماق دور کیهان بسنده میکنند تا رازهای ادغام نهایی راه شیری با همسایهی مارپیچیاش را رمزگشایی کنند.