Pergunte a Ethan No. 111: As galáxias morrem?
Até a casa cósmica de nosso sistema solar um dia desaparecerá. Mas como exatamente?
Se você não se despedir de seus entes queridos e se não se mudar para um lugar completamente novo, poderá esperar apenas por um desgaste longo e gradual, levando ao desaparecimento.
- Jean Dubuffet
Nesta semana, houve muitas perguntas e sugestões para nossa coluna periódica, e eu tive que pedir ajuda para tomar uma decisão. E, como resultado, decidiu-se responder à pergunta de John Little, que nos pede para ir para o futuro distante:As galáxias morrem? Se sim, como é?
Vamos começar explorando nossa casa, a Via Láctea e seus vizinhos.
É geralmente aceito que o grupo local de galáxias (nós e nossos vizinhos cósmicos) consiste em nós, Andrômeda (nossa irmã mais velha) e um punhado de incógnitas. É hora de conhecê-los. Em particular:
No. 3: a galáxia do triângulo. Sua massa é de aproximadamente 5% da Via Láctea e é a terceira na lista das maiores galáxias do nosso grupo local. Possui uma estrutura em espiral, possui satélites próprios e pode ser um satélite de Andrômeda.
No. 4: uma grande nuvem de Magalhães. Sua massa não excede 1% da Via Láctea, mas é a quarta na lista das maiores. Está muito perto da Via Láctea - não mais que 200.000 anos-luz, e a formação de estrelas é explosiva em sua atividade. As forças da maré gravitacional de nossa galáxia fazem com que o gás se comprima e dê à luz as estrelas mais novas, mais quentes e maiores do Universo.
No. 5-7: a pequena nuvem de Magalhães, NGC 3190 e NGC 6822. Suas massas estão na faixa de 0,1% a 0,6% da Via Láctea, que é maior, não é clara, mas essas galáxias também são bastante grandes - em todos os aspectos que se acumularem por bilhão de massas solares.8 e 9: Galáxias elípticas M32 e M110. Eles podem ser "apenas" os satélites de Andrômeda, mas cada um deles tem um bilhão de estrelas e pode ser mais massivo do que os números mencionados 5, 6 e 7.E além deles, existem pelo menos 45 galáxias menores conhecidas que compõem nosso grupo local. Apesar de seu grande número, massas e tamanhos, nenhum deles permanecerá em sua forma atual após vários bilhões de anos.
Com o tempo, as galáxias interagem através da gravidade. Isso não apenas os une através da atração, mas também os afeta através das forças das marés. Para nós, as marés são o que a Lua cria atraindo os oceanos da Terra, resultando em uma protuberância que dá o efeito da maré quando parte do planeta passa por ela.Mas, do ponto de vista da galáxia, as marés não são tão óbvias. Parte de uma galáxia pequena, próxima de uma grande, será atraída com mais força e sua parte remota - com uma menor. Como resultado, pequenas galáxias se expandem e eventualmente explodem através de sua interação com as grandes.
Pequenas galáxias pertencentes ao grupo local, incluindo as nuvens de Magalhães e todas as galáxias elípticas dos anões, serão quebradas e sua matéria será incluída em galáxias maiores com as quais se unirão.Então o que você diz. Esta não é uma morte real, porque grandes galáxias como a Via Láctea sobreviverão a tudo. Mas não seremos capazes de permanecer nesse estado para sempre. Após 4 bilhões de anos, a atração gravitacional da Via Láctea e Andrômeda nos arrastará para uma dança gravitacional conjunta, levando a uma fusão. E embora o processo demore bilhões de anos, a estrutura espiral de ambas as galáxias será destruída e, como resultado, uma galáxia elíptica gigante aparecerá no centro do nosso grupo: Milcromeda.Como resultado, outras galáxias em nosso grupo local também serão ruins, e uma galáxia gigante permanecerá, consistindo de todas as absorvidas. Tal processo ocorrerá, mais cedo ou mais tarde, em todos os grupos e aglomerados de galáxias relacionados ao longo do Universo, e a energia escura separará grupos e aglomerados.Mas isso não é morte, porque ainda a galáxia permanecerá. Mas a galáxia é composta de estrelas, poeira e gás, e a quantidade de tudo isso é finita.
E embora as associações levem dezenas de bilhões de anos e a energia escura as afaste umas das outras por todo o Universo a distâncias que levam à invisibilidade e inacessibilidade, as estrelas continuarão a viver em intervalos de tempo medidos em centenas de bilhões de anos. As estrelas de vida mais longa de hoje queimarão seu combustível por mais de dez trilhões de anos, e novas estrelas nascerão de gás, poeira e restos estelares enchendo as galáxias - embora tudo em menor quantidade e menos.
E quando as últimas estrelas queimarem, seus restos mortais - anãs brancas e estrelas de nêutrons - continuarão a brilhar por centenas de trilhões, ou mesmo quatrilhões de anos, até escurecerem. E quando isso inevitavelmente acontecer, permanecerão anãs marrons, não estrelas, às vezes se unindo, lançando fusão nuclear e criando luz das estrelas por dezenas de trilhões de anos.
E quando a última estrela acabar, depois de dezenas de quatrilhões de anos (10 16 ), ainda haverá massa na galáxia. E mesmo isso não pode ser considerado uma morte real.
Mas mesmo no escuro, a galáxia não existirá para sempre! Todas essas massas irão interagir gravitacionalmente, e objetos gravitacionais de diferentes massas se comportam de maneira estranha:• Sobrevôos repetidos e encontros próximos resultam em trocas de velocidade e momento.• Objetos de massa menor são jogados para fora da galáxia e outros maiores se afogam no centro e perdem velocidade no processo de "relaxamento forçado" [relaxamento violento].• Por um período de tempo suficientemente longo, de 10 19 a 10 20 anos, a maior parte da massa será ejetada da galáxia, e apenas uma pequena porcentagem da massa restante se ligará ainda mais.
Bem no centro dos remanescentes da galáxia haverá um buraco negro supermassivo. E esse objeto será o último dos existentes, aumentando primeiro para o tamanho máximo possível, comendo tudo o que puder alcançar. No centro de Milkdromeda, encontramos um objeto centenas de milhões de vezes mais massivo que o Sol; em grupos e aglomerados maiores, os buracos negros terão massas superiores a dezenas de bilhões de massas solares ou até mais!Mas eles não viverão para sempre.
Devido à radiação Hawking, esses objetos também se deterioram. Levará de 10 80 a 10 100 anos, dependendo da massa, mas eles desaparecerão de qualquer maneira.Não importa como você define a galáxia ou seus restos, todos eles definitivamente morrerão. E como e quando exatamente - a resposta exata para esta pergunta é sua!Source: https://habr.com/ru/post/pt399625/
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