Destino dos braços espirais da Via Láctea e Andrômeda


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Dentro de alguns bilhões de anos, a Via Láctea e Andrômeda colidirão. As chances são de que não haverá muitas colisões estelares espetaculares, e há uma boa chance de que o sistema Solar (e a maioria dos outros sistemas estelares) não seja lançado no espaço profundo ou destruído pelas estrelas que chegam. Mas e em uma escala maior?

O produto da colisão - batizada de "Milkomeda" - será uma galáxia elíptica, diferente da Via Láctea e Andrômeda, que são galáxias espirais. Minha pergunta é esta:

Como a estrutura dos braços em espiral será efetivamente destruída pela colisão? Quais mecanismos os farão coalescer e quais estruturas tomarão seu lugar?

Respostas:


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De fato, parece que a galáxia de Andrômeda (M31) e a Via Láctea (MW) estão a caminho de uma colisão. Isso levará a uma fusão das duas galáxias, formando uma galáxia elíptica. A estrutura achatada do disco de M31 e MW ocorre porque o gás dissipou energia, mas conservou o momento: um disco é o estado mínimo de energia em um determinado momento angular. O gás no disco forma estrelas, que estão mais ou menos na mesma órbita que o gás, isto é, circulando as respectivas galáxias. Uma galáxia de disco é dinamicamente fria, ou seja, a velocidade do movimento médio da estrela ao redor da galáxia é muito maior que seus movimentos aleatórios.

A fusão destrói todas essas estruturas e as substitui por uma estrutura muito mais suave e dinâmica, quando a densidade é aproximadamente constante nos elipsóides triaxiais (concêntricos). Existem vários tipos de órbitas estelares nessas galáxias, mas as mais importantes são as chamadas órbitas de caixa, quando as estrelas oscilam em um grande volume tipo caixa e não têm direção de movimento média preferida. Nas fases iniciais, a galáxia elíptica terá algumas estruturas temporárias (as chamadas conchas), que são remanescentes do próprio processo de fusão.

O gás em M31 e MW provavelmente será arrastado para as partes internas do elíptico, onde pode formar muitas estrelas novas e contribuir para a alimentação do AGN que emerge da coalescência dos dois buracos negros supermassivos de M31 e MW. Mas a energia fornecida pelas novas estrelas formadas através de supernovas e ventos estelares, bem como do AGN, expulsará o gás restante da galáxia elíptica, deixando-o "vermelho e morto", ou seja, sem formação de estrelas e jovens estrelas azuis.

A fusão de M31 e MW dificilmente aumentará a taxa já negligenciável de colisões estelares. Dada a vastidão das galáxias em comparação com o tamanho das estrelas, essas colisões são extremamente improváveis. Os únicos lugares onde essas colisões ocorrem são os núcleos muito densos dos aglomerados globulares.


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Dentro de alguns bilhões de anos, a Via Láctea e Andrômeda colidirão.

Cerca de 5 bilhões de anos, mas levará mais de mil anos para as galáxias se sobreporem.

As chances são de que não haverá colisões estelares espetaculares

Se os núcleos das duas galáxias colidirem, eu pensaria que é muito provável que os sistemas estelares sejam afetados e que os buracos negros centrais se juntem.

O produto da colisão será uma galáxia elíptica

Pode levar alguns milhões de anos para as estrelas encontrarem estabilidade em suas novas órbitas. Depois de alguns bilhões de anos mais, pode haver braços em espiral novamente.

Como a estrutura dos braços em espiral será efetivamente destruída pela colisão? Quais mecanismos os farão coalescer e quais estruturas tomarão seu lugar?

Quando as galáxias se aproximam, a gravidade afeta as órbitas das estrelas. Como o momento precisa ser conservado, a órbita da maioria das estrelas será alterada radicalmente. As diferentes órbitas escondem os braços espirais.

Agora que pensei mais, é muito provável que algumas estrelas colidam, talvez demore alguns bilhões de anos.

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