A világegyetem leghatalmasabb ütközései

A galaxisok „karamboljai”

Az Androméda-galaxis, a hozzánk legközelebb eső, tőlünk 2,5 millió fényévre lévő, kb. egybillió csillagot tartalmazó spirális galaxis mintegy egymillió kilométer/órás szédítő sebességgel száguld saját csillagvárosunk, a kb. 300 ezer csillagnak otthont adó Tejútrendszer felé, s 3750 millió év múlva összeütközünk. A hasonló „karambolok” pedig nem is olyan ritkák az univerzumban.

A galaxisok ugyanis galaxishalmazokat alkotnak, a köztük lévő távolságokhoz képest pedig nagy kiterjedésűek, így mozgásuk közben közel kerülhetnek egymáshoz. Ennek során többféle kölcsönhatás következhet be. Ha csak elhaladnak egymás közelében, gravitációs erejükkel meghajlítják egymás alakját. Ha egy kicsiny galaxis egy nagyobbik külső régiójával ütközik, akkor vagy áthalad azon, s eközben mindkét galaxis magához vonzza a másik csillagainak egy részét, vagy a kicsi beleolvad a nagyba. Vagy frontálisan ütköznek, s a nagyobbik árapályerői széttépik a kicsit, annak egyes csillagai más pályákra kerülnek, s lassan elvegyülnek a nagyobbik csillagai között. Például a Tejútrendszer épp most nyeli el a Sagittarius törpegalaxist, s a múltban is kebelezett be kicsiny csillagvárosokat, a legutóbbit 2,7 milliárd éve, a 8–12 milliárd esztendeje bekövetkezett elnyelés nyomai alapján pedig feltételezik, hogy nem egy nagy, hanem több kisebb ütközésre került sor. De miből lehet arra következtetni, hogy egy nagy galaxis elnyelt egy kicsit? Nos, a bekebelezett csillagváros csillagainak a színképe eltér elnyelője csillagaiétól, emellett az elnyelt galaxisból származó csillagok, csillagcsoportok különös pályákon mozognak. A Tejútrendszer gömbhalmazainak, vagyis gömb alakba rendeződött csillagcsoportosulásainak egy része sem más, mint korábban bekebelezett kis galaxisoknak a magja.

De a nagy spirális galaxisok is összeütközhetnek. Miként zajlik le ez a több százmillió vagy pár milliárd évig tartó folyamat? Előbb egyre közelebbi pályákon kezdenek keringeni egymás körül, miközben az egymásra gyakorolt árapályerőik miatt árapálycsóvák alakulnak ki előttük és mögöttük, alakjuk pedig eldeformálódik. Gravitációs erejükkel össze kezdik préselni egymás gázködjeit, melyek saját tömegvonzásuk hatására összeroskadnak, s robbanásszerű gyorsasággal alakulnak ki belőlük az új generációs csillagok. Ahogy a galaxisok egyre közelednek egymás felé, ritka anyaguk révén át is hatolhatnak egymáson, miközben alakjuk megnyúlik, forgási sebességük tovább csökken, lelassulnak, így még közelebb kerülnek egymáshoz, majd teljesen összeolvadnak. Csillagok, bolygók, kisebb égitestek pályái rendeződhetnek át. De olyan csillagok is akadnak, melyek a gravitációs perturbációk (zavaró gravitációs hatások) miatt kilökődnek a galaxisok közti térbe. Csillagütközések azonban nem következnek be (a csillagok „karamboljai” nagyon ritka események), mivel a csillagok között óriási távolságok vannak, így az összeolvadó galaxisok csillagainak jut hely ahhoz, hogy elhaladjanak egymás mellett, mielőtt stabil pályákat foglalnának el (már amelyek nem dobódnak ki a galaxisok közti térbe). De mi történik központi szupermasszív fekete lyukaikkal? Ezek is egyre közelednek egymás felé, és kétféle kölcsönhatásra kerül sor. Ha a két galaxis gázokban gazdag, akkor akkréciós (anyagbefogási) korongjaik és forgástengelyeik síkjai egymáshoz rendeződnek, egy fényévre kerülve egymáshoz, erős gravitációs hullámokat bocsátanak ki, majd a két fekete lyuk egyetlen szupermasszív fekete lyukká olvad össze. Ha viszont gázban szegény galaxisok ütköznek össze, akkor a központi fekete lyukak akkréciós korongjai, forgástengelyei nem rendeződnek egymáshoz, az objektumok egyike aszimmetrikus gravitációs hullámokat bocsát ki magából, emiatt pedig akár 40 000 km/h-s sebességre felgyorsulva kilökődik a galaxisok közti térbe.

Most pedig térjünk vissza az Androméda és a Tejútrendszer „karamboljához”. Könnyen lehet, hogy a folyamat máris elkezdődött. A spirális galaxisokat ugyanis nagy kiterjedésű, gömbszimmetrikus galaktikus haló veszi körül, mely gömbhalmazokat, elszórtan elhelyezkedő magányos csillagokat és kozmikus gázfelhőket tartalmaz. A legújabb mérések révén pedig kiderítették, hogy az Androméda halója a Tejútrendszer felé 1,3 millió fényévre, más irányokban pedig közel kétmillió fényévre terjed ki, s mivel az Androméda és a Tejútrendszer méretében, valamint felépítésében egyaránt nagyon hasonló galaxis, a mi csillagvárosunk halója is kb. ugyanekkora távolságra nyúlik ki, így a két haló már most is ütközhet egymással. A külső spirálkarok ütközése azonban csak 3750 millió év múlva következik be, a két csillagváros elliptikus galaxissá való összeolvadása pedig ötmilliárd év múlva fejeződik be. A számítások szerint a Nap és bolygórendszere még távolabb kerül az új elliptikus galaxis magjától, mint amekkorára jelenleg található a Tejútrendszer központi szupermasszív fekete lyukától, már ha a gravitációs perturbációk miatt ki nem repül a galaxisok közötti térbe, melynek valószínűsége 12 százalék. Távoli leszármazottaink viszont addigra már naprendszerek sokaságát népesítik be.

Lajos Mihály