Pregúntele a Ethan No. 111: ¿mueren las galaxias?
Incluso la casa cósmica de nuestro sistema solar algún día desaparecerá. ¿Pero cómo exactamente?
Si no le dice adiós a sus seres queridos, y si no se muda a un lugar completamente nuevo, solo puede esperar un desgaste prolongado y gradual, que conduzca a la desaparición.
- Jean Dubuffet
Esta semana hubo muchas preguntas y sugerencias para nuestra columna periódica, e incluso tuve que pedir ayuda para tomar una decisión. Y como resultado, se decidió responder a la pregunta de John Little, quien nos pide que vayamos al futuro lejano:¿Las galaxias mueren? Si es así, ¿cómo se ve?
Comencemos explorando nuestra casa, la Vía Láctea y sus vecinos.
En general, se acepta que el grupo local de galaxias (nosotros y nuestros vecinos cósmicos) está formado por nosotros, Andrómeda (nuestra hermana mayor) y un puñado de incógnitas. Es hora de conocerlos. En particular:
No. 3: la galaxia del triángulo. Su masa es aproximadamente el 5% de la Vía Láctea, y es el tercero en la lista de las galaxias más grandes de nuestro grupo local. Tiene una estructura en espiral, tiene sus propios satélites, y puede ser un satélite de Andrómeda.
No. 4: una gran nube de Magallanes. Su masa no supera el 1% de la Vía Láctea, pero es la cuarta en la lista de las más grandes. Está muy cerca de la Vía Láctea: no más de 200,000 años luz, y la formación de estrellas es explosiva en su actividad. Las fuerzas de marea gravitacionales de nuestra galaxia hacen que el gas se comprima y dé a luz a las estrellas más nuevas, más calientes y más grandes del Universo.
No. 5-7: la pequeña nube de Magallanes, NGC 3190 y NGC 6822. Sus masas están en el rango de 0.1% a 0.6% de la Vía Láctea, que es más grande no está claro, pero estas galaxias también son bastante grandes, en cada materia se acumulará por mil millones de masas solares.Nos. 8 y 9: galaxias elípticas M32 y M110. Pueden ser "solo" los satélites de Andrómeda, pero cada uno de ellos tiene mil millones de estrellas, y pueden ser más masivos que los números 5, 6 y 7.Además de ellos, hay al menos 45 galaxias más pequeñas conocidas que forman nuestro grupo local A pesar de su gran número, masas y tamaños, ninguno de ellos permanecerá en su forma actual después de varios miles de millones de años.
Con el tiempo, las galaxias interactúan a través de la gravedad. Esto no solo los une a través de la atracción, sino que también los afecta a través de las fuerzas de marea. Para nosotros, las mareas son lo que crea la Luna al atraer los océanos de la Tierra, lo que resulta en una protuberancia que da el efecto de la marea cuando parte del planeta la atraviesa.Pero desde el punto de vista de la galaxia, las mareas no son tan obvias. Parte de una galaxia pequeña, que está cerca de una grande, será atraída con más fuerza, y su parte remota, con una más pequeña. Como resultado, las galaxias pequeñas se expanden y eventualmente explotan a través de su interacción con las grandes.
Las galaxias pequeñas que forman parte del grupo local, incluidas las nubes de Magallanes y todas las galaxias elípticas enanas, se romperán y su materia se incluirá en galaxias más grandes con las que se unirán.Y qué, dices. Esta no es una muerte real, porque grandes galaxias como la Vía Láctea sobrevivirán a todo. Pero no podremos permanecer en este estado para siempre. Después de 4 mil millones de años, la atracción gravitacional de la Vía Láctea y Andrómeda nos arrastrará a una danza gravitacional conjunta, lo que conducirá a una fusión. Y aunque el proceso tomará miles de millones de años, la estructura espiral de ambas galaxias será destruida, y como resultado aparecerá una galaxia elíptica gigante en el centro de nuestro grupo: Milkromeda.Como resultado, otras galaxias en nuestro grupo local también succionarán, y quedará una galaxia gigante, que consta de todas las absorbidas. Tal proceso, tarde o temprano, ocurrirá en todos los grupos y cúmulos de galaxias relacionados en todo el Universo, y la energía oscura hará que los grupos y cúmulos se separen más.Pero esto no es la muerte, porque la galaxia aún permanecerá. Pero la galaxia está compuesta de estrellas, polvo y gas, y la cantidad de todo es finita.
Y aunque las asociaciones tomarán decenas de miles de millones de años, y la energía oscura las alejará unas de otras en todo el Universo a distancias que conducen a la invisibilidad y la inaccesibilidad, las estrellas continuarán viviendo en intervalos de tiempo medidos en cientos de miles de millones de años. Las estrellas más longevas de hoy en día quemarán su combustible durante más de diez billones de años, y nuevas estrellas nacerán de gas, polvo y restos estelares que llenan las galaxias, aunque en cantidades más pequeñas y cada vez menos.
Y cuando las últimas estrellas se quemen, sus restos, enanas blancas y estrellas de neutrones, continuarán brillando durante cientos de billones, o incluso miles de millones de años, hasta que se oscurezcan. Y cuando esto suceda inevitablemente, quedarán enanas marrones, no estrellas, a veces uniéndose, lanzando fusión nuclear y creando luz estelar durante decenas de billones de años.
Y cuando la última estrella se queme, después de docenas de billones de años (10 16 ), todavía habrá masa en la galaxia. E incluso esto no puede considerarse una muerte real.
¡Pero incluso en la oscuridad, la galaxia no existirá para siempre! Todas estas masas interactuarán gravitacionalmente entre sí, y los objetos gravitacionales de diferentes masas se comportan de una manera extraña:• Los sobrevuelos repetidos y los encuentros cercanos resultan en intercambios de velocidad e impulso.• Los objetos de menor masa son arrojados fuera de la galaxia, y los más grandes se ahogan hacia el centro y pierden velocidad en el proceso de "relajación forzada" [relajación violenta].• Durante un período de tiempo suficientemente largo, de 10 19 a 10 20 años, la mayor parte de la masa será expulsada de la galaxia, y solo un pequeño porcentaje de la masa restante se unirá aún más.
En el centro de los restos de la galaxia habrá un agujero negro supermasivo. Y este objeto será el último de los existentes, primero aumentando al tamaño máximo posible, comiendo todo lo que pueda alcanzar. En el centro de Milkdromeda, encontramos un objeto cientos de millones de veces más masivo que el Sol; ¡En grupos y grupos más grandes, los agujeros negros tendrán masas superiores a decenas de miles de millones de masas solares o incluso más!Pero no vivirán para siempre.
Debido a la radiación de Hawking, estos objetos también se descompondrán. Tomará de 10 80 a 10 100 años, dependiendo de su masa, pero desaparecerán de todos modos.No importa cómo defina la galaxia o sus restos, todos morirán definitivamente. Y cómo y cuándo exactamente: ¡la respuesta exacta a esta pregunta es suya!Source: https://habr.com/ru/post/es399625/
All Articles