Colisión entre Andrómeda y la Vía Láctea: ¿Cómo y con qué precisión se puede medir la velocidad lateral de una galaxia?

Question

Algunas fuentes sugieren que el Galaxia de Andrómeda es probable que colisione con el nuestro en aproximadamente 3.000 a 5.000 millones de años.

Podemos estimar la distancia a la Galaxia de Andrómeda utilizando varias técnicas, incluyendo la medición del brillo aparente de Estrellas variables cefeidas su distancia se estima actualmente en unos 2,5 millones de años luz.

Podemos medir su velocidad radial (es decir, la velocidad a la que se acerca o se aleja de nosotros) mediante el desplazamiento Doppler. Una fuente En el mismo artículo de la Wikipedia que he enlazado antes, se indica que su velocidad radial con respecto al Sol es de unos 300 km/s en nuestra dirección; otro artículo dice que la velocidad radial relativa a nuestra galaxia es de unos 120 km/seg, también en nuestra dirección. (Es de suponer que la diferencia se debe al movimiento orbital del Sol alrededor del núcleo de la Vía Láctea).

Pero eso es sólo la componente radial de la velocidad. Tomando la cifra de 120 km/s, podría estar moviéndose directamente hacia la Vía Láctea (más exactamente, su núcleo podría estar moviéndose directamente hacia el núcleo de la Vía Láctea) a 120 km/s, o podría estar moviéndose en un ángulo de 45° a unos 170 km/s, o cualquiera de un número de otras posibilidades.

Sin una estimación de la componente lateral de la velocidad, no hay forma de estar seguros de si la colisión se producirá o no. Estoy razonablemente seguro de que no podemos medir la velocidad lateral directamente; 120 km/seg a lo largo de un siglo harían que Andrómeda se moviera sólo unos 0,04 años luz (si mis cálculos son correctos).

Y sin embargo este artículo de Wikipedia dice:

Las mejores estimaciones indirectas de la velocidad transversal indican que es inferior a 100 km/s.

con una referencia a "Abraham Loeb, Mark J. Reid, Andreas Brunthaler y Heino Falcke The Astrophysical Journal, 633:894-898, 10 de noviembre de 2005", pero el enlace no es válido.

Entonces, ¿cómo se puede medir, o al menos estimar, la velocidad lateral de una galaxia? ¿Qué precisión puede tener esa estimación con la tecnología actual? ¿Podemos esperar mejoras en un futuro próximo?

Answer 1

Esa es una muy buena pregunta. Tienes razón en que medir la velocidad transversal es una medida muy difícil, sobre todo debido a la distancia de Andrómeda al Sol. El problema puede abordarse de dos maneras: directamente, e indirectamente.

Las mediciones directas implican rastrear realmente un cambio de posición entre Andrómeda y objetos aún más distantes que se supone que están esencialmente en reposo, como los cuásares. El reciente descubrimiento de máseres de agua mencionado anteriormente debería hacerlo posible; una velocidad transversal de ~100 km/s es un cambio angular del orden de 10 microarcosegundos por año. Sin embargo, las líneas de base extremas de los radiotelescopios, como el Very Long Baseline Array, permiten realizar mediciones directas. Estas observaciones se están llevando a cabo actualmente, y deberíamos tener una medición publicada dentro de un par de años.

Las mediciones indirectas de la velocidad transversal de Andrómeda utilizan algunas técnicas diferentes. El artículo de Loeb et al. (2005) hizo su estimación basándose en el hecho de que M33, una galaxia vecina de Andrómeda, no muestra signos de que su población estelar haya sido perturbada por el paso de Andrómeda. Esto limita el posible rango de direcciones y velocidades de la velocidad de Andrómeda. Combinan esto con datos sobre la órbita de M33, además de simulaciones de lo cerca que tendrían que estar las galaxias para mostrar un efecto, y estiman tanto una dirección (principalmente hacia el este) como una velocidad ( $100 \pm 20$ km/s) del movimiento propio de Andrómeda.

Un segundo método indirecto fue publicado por van der Marel y Guhathakurta en 2008; utilizaron información sobre las órbitas de las galaxias satélite que orbitan alrededor de M31 para estimar el centro de masa (o baricentro) de nuestro Grupo Local. Como la posición y la velocidad del baricentro del Grupo Local dependen parcialmente de la órbita de M31, también estimaron una velocidad transversal. Su resultado es de -78 km/s W, -38 km/s N.

La próxima medición directa del movimiento propio de M31 debería responder cuál de estas otras estimaciones es correcta (si es que lo es). Además, esperamos responder a varias preguntas interesantes sobre el pasado y el futuro de nuestro Grupo Local de galaxias. Permanezca atento.

Answer 2

Hay nueva información al respecto, que acaba de publicarse hoy (jue 2012-05-31).

Según este estudio Según los datos del Hubble, M31 está en camino de colisionar frontalmente con la Vía Láctea.

Hasta ahora se desconocía si el futuro encuentro lejano será un fallo, un golpe de refilón o un choque frontal. Esto depende del movimiento movimiento tangencial de M31. Hasta ahora, los astrónomos no han podido medir el movimiento lateral de M31 en el cielo, a pesar de los intentos que se remontan más de un siglo. El equipo del telescopio espacial Hubble, dirigido por van der Marel, realizó observaciones extraordinariamente precisas del movimiento lateral de M31 movimiento lateral de M31 que eliminan cualquier duda de que está destinada a colisionar y fusionarse con la Vía Láctea.

"Esto se logró observando repetidamente regiones selectas de la galaxia durante un período de cinco a siete años", dijo Jay Anderson, del STScI.

La colisión comenzará en unos 4.000 millones de años. Tras otros 2.000 millones de años, se espera que las dos galaxias se fusionen en una única galaxia elíptica.

Es probable que el Sol sea arrojado a una nueva región de nuestra galaxia, pero nuestra Tierra y nuestro sistema solar no corren peligro de ser destruidos.

Phil Plait, el "Astrónomo malo" , analiza los resultados aquí y este artículo tiene más información (incluyendo que la galaxia Triangulum M33 probablemente participará en las festividades, e incluso podría llegar a la Vía Láctea antes que M31).

Debería ser un espectáculo impresionante, pero no empiece a hacer acopio de palomitas todavía.

Lo bueno de esto es que ahora somos capaces de medir el movimiento lateral de las estrellas en otra galaxia. (El realmente Lo genial de esto es que, galaxias en colisión !)

Answer 3

Todavía no se ha medido, pero hay un esfuerzo en curso para hacer mediciones del movimiento propio utilizando máseres de agua en Andrómeda ( Máscaras de agua en la galaxia de Andrómeda: El primer paso hacia el movimiento propio ). Dado que los máseres son muy compactos y las observaciones interferométricas en longitudes de onda de radio pueden medir posiciones precisas, el autor sugiere que será posible medir el movimiento propio de Andrómeda en los próximos dos años.