Il destino delle armi a spirale della Via Lattea e Andromeda

Tra qualche miliardo di anni, la Via Lattea e Andromeda si scontreranno. È probabile che non ci saranno molte collisioni stellari spettacolari e ci sono buone possibilità che il sistema solare (e la maggior parte degli altri sistemi stellari) non venga lanciato nello spazio profondo o fatto a pezzi dalle stelle in arrivo. Ma che dire su una scala più ampia?

Il prodotto della collisione - soprannominato "Milkomeda" - sarà una galassia ellittica, a differenza della Via Lattea e dell'Andromeda, che sono entrambe galassie a spirale. La mia domanda è questa:

In che modo la struttura delle braccia a spirale verrà effettivamente distrutta dalla collisione? Quali meccanismi li faranno fondere e quali strutture prenderanno il loro posto?

Sembra infatti che la galassia di Andromeda (M31) e la Via Lattea (MW) siano in rotta verso una collisione. Ciò porterà a una fusione delle due galassie che formano una galassia ellittica. La struttura del disco appiattita di M31 e MW deriva dal fatto che il loro gas ha dissipato energia ma ha conservato il momento: un disco è lo stato di energia minimo a un dato momento angolare. Il gas nel disco forma quindi stelle, che sono più o meno sulla stessa orbita del gas, cioè circondano le rispettive galassie. Una galassia a disco è dinamicamente fredda, cioè la velocità del moto medio della stella attorno alla galassia è molto più grande dei loro movimenti casuali.

La fusione distrugge tutte queste strutture e le sostituisce con una struttura molto più liscia e dinamicamente calda, quando la densità è approssimativamente costante sugli ellissoidi triassiali (concentrici). Esistono diversi tipi di orbite stellari in tali galassie, ma le più importanti sono le cosiddette orbite a scatola, quando le stelle oscillano in un grande volume a forma di scatola e non hanno una direzione media di movimento preferita. Nelle prime fasi, la galassia ellittica avrà alcune strutture temporanee (i cosiddetti gusci), che sono i resti del processo di fusione stesso.

Il gas in M31 e MW sarà molto probabilmente spazzato nelle parti interne dell'ellittica dove può formare molte nuove stelle e contribuire all'alimentazione dell'AGN che emerge dalla coalescenza dei due buchi neri supermassicci di M31 e MW. Ma l'energia fornita dalle nuove stelle formate attraverso supernovae e venti stellari, nonché dall'AGN, spingerà il gas rimanente fuori dalla galassia ellittica, lasciandolo "rosso e morto", cioè senza formazione di stelle e giovani stelle blu.

La fusione di M31 e MW difficilmente aumenterà il tasso già instabile di collisioni stellari. Data la vastità delle galassie rispetto alla dimensione delle stelle, tali collisioni sono estremamente improbabili. Gli unici luoghi in cui si verificano tali collisioni sono i nuclei molto densi di ammassi globulari.

Tra qualche miliardo di anni, la Via Lattea e Andromeda si scontreranno.

Circa 5 miliardi di anni, ma ci vorranno più di mille anni perché le galassie si sovrappongano.

È probabile che non ci saranno collisioni stellari spettacolari

Se i nuclei delle 2 galassie si scontrassero, riterrei molto probabile che i sistemi stellari vengano effettuati e che i buchi neri centrali si uniscano.

Il prodotto della collisione sarà una galassia ellittica

Potrebbero essere necessari alcuni milioni di anni affinché le stelle trovino stabilità nelle loro nuove orbite. Dopo alcuni miliardi di anni, potrebbero esserci di nuovo bracci a spirale.

In che modo la struttura delle braccia a spirale verrà effettivamente distrutta dalla collisione? Quali meccanismi li faranno fondere e quali strutture prenderanno il loro posto?

Quando le galassie si avvicinano insieme, la gravità influenzerà le orbite delle stelle. Poiché è necessario conservare lo slancio, l'orbita della maggior parte delle stelle verrà cambiata radicalmente. Le diverse orbite nasconderanno le braccia a spirale.

Ora che ci ho pensato di più, è molto probabile che alcune stelle si scontrino, forse ci vorranno alcuni miliardi di anni.