Ook wordt het geen frontale botsing, maar lijkt het erop dat de twee elkaar gaan schampen.

Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen met behulp van ESA’s Gaia-satelliet. Dezes sonde werkt momenteel aan de meest nauwkeurige driedimensionale dynamische kaart van onze Melkweg ooit. “Hoewel Gaia voornamelijk de Melkweg bestudeert, is de satelliet krachtig genoeg om ook massieve en heldere sterren te spotten in nabijgelegen sterrenstelsels,” zegt onderzoeker Mark Fadal. En dus verbreedde Gaia het gezichtsveld en bestudeerde ook de nabijgelegen Andromedanevel en Driehoeknevel om te achterhalen hoe en of deze ooit met de Melkweg in botsing zullen komen.

Toekomstige bewegingen van de Melkweg, Andromedanevel en Driehoeknevel. Afbeelding: Orbits: E. Patel, G. Besla (University of Arizona), R. van der Marel (STScI); Images: ESA (Milky Way); ESA/Gaia/DPAC (M31, M33)

Ramkoers
Astronomen vermoedden al een tijdje dat de Melkweg op ramkoers ligt met de Andromedanevel. Hierdoor zal onze hele kosmische omgeving een metamorfose krijgen. Toch blijkt het lastig om volledig grip te krijgen op de bewegingen van de sterrenstelsels die zich in de Lokale Groep – de verzamelnaam voor de groep sterrenstelsels waartoe ook onze eigen Melkweg behoort – bevinden. “We moesten de bewegingen van de sterrenstelsels in 3D verkennen om te ontdekken hoe ze in de loop van tijd zijn gegroeid en geëvolueerd en wat hun kenmerken en gedrag gecreëerd en beïnvloed heeft,” zegt hoofdauteur Roeland van der Marel.


Bewegingen
Terwijl Hubble de scherpste foto’s ooit van de Andromedanevel en Driehoeknevel afleverde, concentreerde Gaia zich op de precieze positie en beweging van de sterren die zich in deze sterrenstelsels bevinden. “We kamden de Gaia-gegevens door om duizenden individuele sterren in beide sterrenstelsels te identificeren en bestudeerden hoe deze sterren bewegen,” legt Fadal uit. Maar hier bleef het niet bij. Zo was Gaia ook in staat om te meten hoe de sterrenstelsels door de ruimte bewegen en hoe deze rond hun eigen draaias cirkelen. Dit is de eerste keer dat onderzoekers een duidelijker beeld krijgen van de banen van de sterrenstelsels.

Andromeda en Driehoeknevel
De Andromedanevel en de Driehoeknevel zijn twee schijfvormige spiraalstelsels en bevinden zich tussen de 2,5 en 3 miljoen lichtjaar van ons vandaan. De twee sterrenstelsels zijn losjes met elkaar verbonden. Maar hoe zit dat precies? Uit eerder onderzoek kwamen er twee mogelijkheden naar voren: of de Driehoeknevel bevindt zich in een ongelofelijke lange baan van zes miljard jaar rond de Andromedanevel en zijn in het verleden al eens met elkaar in aanraking gekomen. Of het is op dit moment de eerste keer dat de twee met elkaar verbonden zijn. Uit de huidige studie kwam het verlossende antwoord. “De waargenomen snelheden laten zien dat de Driehoeknevel niet in een lange baan rond de Andromedanevel cirkelt,” zegt onderzoeker Ekta Patel. “Onze modellen impliceren dat de twee sterrenstelsels voor het eerst met elkaar in aanraking zijn.” Een volgend mysterie is in dit geval de ongebruikelijke kenmerken van kromgetrokken staarten van gas en sterren. Als de sterrenstelsels nog niet eerder zijn samengekomen, kunnen deze dus niet zijn ontstaan door de fusie. Misschien zijn deze gevormd door interacties met andere sterrenstelsels, of door gasdynamica binnen de sterrenstelsels zelf.

Botsing
Door de data te combineren met al bestaande observaties, rekenden de onderzoekers de bewegingen van zowel de Andromedanevel als de Driehoeknevel uit over een tijdsbestek van miljarden jaren. En uit de bevindingen blijkt dat de Melkweg en de Andromedanevel nog steeds bestemd zijn om op elkaar te klappen, al zal deze botsing iets anders verlopen dan tot nu toe gedacht. Omdat de beweging van de Andromedanevel iets verschilt van eerdere schattingen, zal het waarschijnlijk geen frontale botsing worden, maar zullen de twee elkaar eerder schampen. Daarnaast zal dit niet in 3,9 miljard jaar gebeuren, maar in 4,5 miljard jaar; ongeveer 600 miljoen jaar later dan eerder gedacht. “Deze bevinding is cruciaal voor ons begrip over hoe sterrenstelsels evolueren en op elkaar inwerken,” aldus onderzoeker Timo Prusti.

De astronomen zetten hun onderzoek met de Gaia-satelliet met vol vertrouwen voort. “Gaia is ontworpen om sterren in kaart te brengen binnen de Melkweg, maar deze nieuwe studie laat zien dat de satelliet ook unieke inzichten kan verschaffen in de structuur en dynamiek van nabijgelegen sterrenstelsels,” zegt Prusti. “Hoe langer Gaia de kleine bewegingen van deze sterrenstelsels observeert, des te preciezer zullen onze metingen worden.”