Combien de chevauchement la galaxie d'Andromède et la voie lactée auront-elles lorsqu'elles entreront en collision?

Les mesures du décalage bleu d'Andromède nous permettent de conclure que la distance entre la galaxie d'Andromède et la Voie lactée diminue et que dans quelques milliards d'années, elles «entreront en collision».

Le décalage bleu ne donne que la composante radiale du vecteur de vitesse d'Andromède. Je crois comprendre que la mesure de la composante tangentielle est cruciale pour déterminer si une "collision" se produira réellement (dans un système à deux corps lié par gravitation, pour que des corps semblables à des points entrent en collision, la composante de vitesse relative doit pointer exactement vers l'autre corps, c'est-à-dire que la composante tangentielle doit disparaître).

Maintenant, les galaxies ne sont pas ponctuelles, donc une petite composante tangentielle non nulle pourrait conduire à une collision où au moins certains bras de galaxie se croisent.

La vitesse tangentielle a-t-elle été mesurée? Si c'est le cas, comment? Quelle est la centralité de la collision (renflement en renflement, renflement en bras, bras en bras)?

Cette page , de juin 2012, contient un résumé assez détaillé de trois articles qui ont examiné le problème de vitesse tangentielle et de collision. Je vais citer quelques bits de choix de cette page:

Andromède (M31) et la Voie lactée sont les deux plus grandes galaxies du petit groupe de galaxies appelé Groupe local. À l'heure actuelle, M31 est à environ 770 kpc de notre galaxie, mais les mesures Doppler des vélocites en ligne de visée de ses étoiles ont longtemps montré qu'il tombait inexorablement vers nous. Cependant, la nature exacte de la collision est restée inconnue jusqu'à présent. Sera-ce un coup raté, un coup d'œil ou un smashup frontal? Cela dépend du bon mouvement (mouvement latéral) d'Andromède dans le ciel, qui est extrêmement difficile à mesurer.

Enfin, les auteurs de cette étude parviennent à recueillir des observations extraordinairement précises du télescope spatial Hubble du mouvement tangentiel du M31 sur une période de cinq à sept ans, et ces données dissipent tout doute sur le fait qu'Andromède est destiné à frapper et à fusionner avec notre laiteux Chemin en quatre milliards d'années. La galaxie Triangulum M33, la troisième galaxie la plus massive du groupe local, qui est liée à M31, rejoindra probablement le boom cosmique (avec une petite chance que M33 atteigne la Voie lactée en premier).

Le résultat final est que M31 a une vitesse radiale par rapport à la Voie lactée d'environ -109 km / s, et une vitesse tangentielle d'environ 17,0 km / s (<34,3 km / s à une confiance de 1 sigma). Ces chiffres impliquent clairement que le vecteur vitesse de la galaxie d'Andromède est statistiquement cohérent avec une orbite radiale (collision frontale) vers la Voie lactée. Cela signifie que le système Milky Way-M31 est lié et que les deux galaxies fusionneront, comme cela est étudié plus en détail dans le document III.

$R^{1/4}$ loi caractéristique des galaxies elliptiques, en accord avec les prédictions des simulations numériques des grandes fusions de galaxies spirales.

$25 \text{ kpc} = 25,000 \text{ pc} \cong 81,540 \text{ ly}$