Demandez à Ethan n ° 111: les galaxies meurent-elles?
Même la maison cosmique de notre système solaire disparaîtra un jour. Mais comment exactement?
Si vous ne dites pas au revoir à vos proches, et si vous ne déménagez pas dans un endroit complètement nouveau, vous ne pouvez qu'attendre une usure longue et progressive, conduisant à la disparition.
- Jean Dubuffet
Cette semaine, il y avait beaucoup de questions et de suggestions pour notre chronique périodique, et j'ai même dû demander de l'aide pour prendre une décision. Et en conséquence, il a été décidé de répondre à la question de John Little, qui nous demande d'aller dans un avenir lointain:Les galaxies meurent-elles? Si oui, à quoi cela ressemble-t-il?
Commençons par explorer notre maison, la Voie lactée et ses voisins.
Il est généralement admis que le groupe local de galaxies (nous et nos voisins cosmiques) se compose de nous, Andromède (notre sœur aînée) et d'une poignée d'inconnus. Il est temps de les connaître. En particulier:
n ° 3: la galaxie Triangle. Sa masse représente environ 5% de la Voie lactée, et c'est la troisième sur la liste des plus grandes galaxies de notre groupe local. Il a une structure en spirale, possède ses propres satellites, et il peut lui-même être un satellite d'Andromède.
N ° 4: un grand nuage magellan. Sa masse ne dépasse pas 1% de la Voie lactée, mais elle est la quatrième de la liste des plus grandes. Elle est très proche de la Voie lactée - pas plus de 200 000 années-lumière, et la formation d'étoiles est explosive dans son activité. Les forces de marée gravitationnelles de notre galaxie provoquent la compression du gaz et donnent naissance aux étoiles les plus récentes, les plus chaudes et les plus grandes de l'Univers.
N ° 5-7: le petit nuage magellanique, NGC 3190 et NGC 6822. Leurs masses se situent entre 0,1% et 0,6% de la Voie lactée, ce qui est plus grand n'est pas clair, mais ces galaxies sont également assez grandes - dans tous les cas, elles s'accumuleront par milliard de masses solaires.Nos 8 et 9: Galaxies elliptiques M32 et M110. Ils peuvent être «seulement» des satellites d'Andromède, mais chacun d'eux a un milliard d'étoiles, et ils peuvent être plus massifs que les nombres mentionnés 5, 6 et 7.Et à côté d'eux, il y a au moins 45 galaxies plus petites connues qui composent notre groupe local. Malgré leur nombre, leur masse et leur taille énormes, aucun ne restera dans sa forme actuelle après plusieurs milliards d'années.
Au fil du temps, les galaxies interagissent par gravité. Cela les rapproche non seulement par attraction, mais les affecte également par les forces de marée. Pour nous, les marées sont ce que la Lune crée en attirant les océans de la Terre, résultant en un renflement qui donne l'effet de la marée lorsqu'une partie de la planète la traverse.Mais du point de vue de la galaxie, les marées ne sont pas si évidentes. Une partie d'une petite galaxie, qui est proche d'une grande, sera attirée avec plus de force, et sa partie éloignée - avec une plus petite. En conséquence, les petites galaxies se dilatent et finissent par exploser par leur interaction avec les grandes.
Les petites galaxies appartenant au groupe local, comprenant à la fois les nuages magellaniques et toutes les galaxies elliptiques naines, seront juste brisées et leur matière sera incluse dans des galaxies plus grandes avec lesquelles elles s'uniront.Alors quoi, dites-vous. Ce n'est pas une vraie mort, car de grandes galaxies comme la Voie lactée survivront à tout. Mais nous ne pourrons pas rester dans cet état pour toujours. Après 4 milliards d'années, l'attraction gravitationnelle de la Voie lactée et d'Andromède nous entraînera dans une danse gravitationnelle commune, conduisant à une fusion. Et bien que le processus prenne des milliards d'années, la structure en spirale des deux galaxies sera détruite, et en conséquence une galaxie elliptique géante apparaîtra au centre de notre groupe: Milkromeda.En conséquence, d'autres galaxies de notre groupe local vont également sucer, et une galaxie géante restera, composée de toutes celles absorbées. Un tel processus se produira tôt ou tard dans tous les groupes et amas de galaxies apparentés à travers l'Univers, et l'énergie sombre éloignera les groupes et les amas.Mais ce n'est pas la mort, car la galaxie restera toujours. Mais la galaxie est constituée d'étoiles, de poussière et de gaz, et la quantité de tout cela est finie.
Et bien que les associations prennent des dizaines de milliards d'années et que l'énergie sombre les éloigne les unes des autres dans l'Univers à des distances menant à l'invisibilité et à l'inaccessibilité, les étoiles continueront à vivre dans des intervalles de temps mesurés en centaines de milliards d'années. Les étoiles qui vivent le plus longtemps aujourd'hui brûleront leur carburant pendant plus de dix billions d'années, et de nouvelles étoiles naîtront de gaz, de poussière et de restes stellaires remplissant les galaxies - bien qu'en plus petites quantités et de moins en moins.
Et lorsque les dernières étoiles s'épuisent, leurs restes - naines blanches et étoiles à neutrons - continueront de briller pendant des centaines de billions, voire des quadrillions d'années, jusqu'à ce qu'ils s'assombrissent. Et lorsque cela se produit inévitablement, il restera des naines brunes, des non-étoiles, s'unissant parfois ensemble, lançant la fusion nucléaire et créant la lumière des étoiles pendant des dizaines de milliards d'années.
Et lorsque la dernière étoile s'éteindra, après des dizaines de quadrillions d'années (10 16 ), il y aura toujours de la masse dans la galaxie. Et même cela ne peut pas être considéré comme une véritable mort.
Mais même dans l'obscurité, la galaxie n'existera pas pour toujours! Toutes ces masses vont interagir gravitationnellement les unes avec les autres, et les objets gravitationnels de différentes masses se comportent de manière étrange:• Des survols répétés et des rencontres rapprochées se traduisent par des échanges de vitesse et d'élan.• Les objets de plus petite masse sont jetés hors de la galaxie, et les plus grands se noient vers le centre et perdent de la vitesse dans le processus de «relaxation forcée» [relaxation violente].• Pendant une période suffisamment longue, de 10 19 à 10 20 ans, la majeure partie de la masse sera éjectée de la galaxie, et seul un petit pourcentage de la masse restante se liera encore plus.
Au centre même des vestiges de la galaxie se trouvera un trou noir supermassif. Et cet objet sera le dernier des objets existants, augmentant d'abord à la taille maximale possible, mangeant tout ce qu'il peut atteindre. Au centre de Milkdromeda, nous trouvons un objet des centaines de millions de fois plus massif que le Soleil; dans les grands groupes et les amas, les trous noirs auront des masses dépassant des dizaines de milliards de masses solaires ou même plus!Mais ils ne vivront pas éternellement.
En raison du rayonnement de Hawking, ces objets se décomposeront également. Cela prendra de 10 80 à 10 100 ans, selon leur masse, mais ils disparaîtront quand même.Peu importe comment vous définissez la galaxie ou ses restes, ils mourront certainement tous. Et comment et quand exactement - la réponse exacte à cette question est la vôtre!Source: https://habr.com/ru/post/fr399625/
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