Apa peluang bintang bertabrakan dengan bintang lain selama tabrakan galaksi?

8

Contoh spesifik saya untuk pertanyaan ini adalah tabrakan galaksi Bima Sakti di masa depan (galaksi kita sendiri) dan Andromeda dalam beberapa miliar tahun. Bintang yang dimaksud jelas adalah matahari dalam kasus ini. Saya ingin tahu peluang tabrakan dengan bintang lain dan apakah itu signifikan atau tidak.

star the-sun galaxy milky-way Mobal
sumber
Matahari mungkin sudah mati pada saat itu terjadi sehingga bagian spesifik dari pertanyaan itu mungkin tidak relevan. Tetapi kepadatan bintang di galaksi tidak tinggi di lengan di mana matahari lebih tinggi di inti galaksi. Bintang-bintang seperti matahari kemungkinan besar tidak akan bertabrakan dengan apa pun karena volume yang ditempati bintang itu sebenarnya jauh lebih kecil daripada ruang antara bintang-bintang di kedua galaksi.
ACAC
2
@ ACAC Mengapa menurut Anda mungkin? Bit mana yang cukup tidak pasti untuk menarik kata yang memenuhi syarat? Saya katakan Matahari akan hidup ketika tabrakan terjadi.
Rob Jeffries
2
Ada seluruh bagian dari pertanyaan ini di halaman Wikipedia yang relevan. en.m.wikipedia.org/wiki/Andromeda –Milky_Way_collision
Rob Jeffries
1
astronomy.stackexchange.com/questions/1911/… berisi beberapa jawaban yang menjawab pertanyaan ini.
Rob Jeffries
1
5,5 miliar tahun akan mencapai akhir dari urutan utama. Lebih seperti 7,7 miliar menjadi kurcaci putih. misalnya arxiv.org/abs/0801.4031 @ACAC
Rob Jeffries

Jawaban:

9

Mari kita lihat apa yang kita dapatkan dari beberapa perkiraan back-of-the-envelope.

Bayangkan melemparkan satu bintang (misalnya, Matahari) di galaksi lain. Seberapa besar kemungkinan kita akan menabrak bintang di galaksi lain? Nah, itu pada dasarnya sebanding dengan seberapa besar target setiap bintang di galaksi lain (luas penampangnya) dibandingkan dengan ukuran keseluruhan galaksi, dikalikan dengan jumlah total bintang di galaksi target.

Mari kita asumsikan itu adalah skenario Bima Sakti-Andromeda, sehingga setiap galaksi memiliki sekitar 100 miliar bintang, dan masing-masing bintang berukuran kira-kira sama dengan Matahari (ada yang jauh lebih besar, sebagian besar lebih kecil). Area target aktual untuk bintang individual adalah lingkaran dengan dua kali jari-jari bintang (kami menghitung satu bintang hanya merumput sebagai bintang lainnya). Mari kita juga asumsikan bintang-bintang kurang lebih terdistribusi secara merata dalam disk bundar. Karena "100.000 tahun cahaya" adalah perkiraan umum (dan tidak sepenuhnya gila) dari ukuran Bima Sakti, itu lingkaran jari-jari = 50.000 tahun cahaya (sekitar1016 meter).

Jadi: 100 miliar bintang di galaksi target, masing-masing dengan jari-jari target ∼2R⊙, memberi kami total area target 1011×π(2R⊙)2≈1030 m2.

Luas galaksi target adalah πRgSebuahl2≈1042 m2. Jadi peluang Matahari kita mengenai bintang di galaksi lain adalah≈1030/1042=10-12 - atau sekitar satu dalam satu triliun.

Kemungkinan setiap bintang dari galaksi kita tidak mengenai bintang di galaksi lain adalah(1-10-12)1011≈0,90.

Jadi hanya ada sekitar 10% peluang satu (atau lebih) dari 100 miliar bintang galaksi mengenai bintang di galaksi lainnya. Dan kemungkinan satu bintang tertentu (seperti Matahari kita) mengenai bintang di galaksi lain adalah sekitar satu dalam satu triliun.

Peter Erwin
sumber
1
Anjak dalam batas Roche putus (mengarah ke tabrakan parsial?) Dan bagian tengah yang lebih padat dari dua galaksi bertabrakan, yang diharapkan terjadi, saya akan berpikir kemungkinan tabrakan naik, tetapi menjalankan matematika pada yang agak bermasalah bagi saya . Namun, alat peraga melakukan matematika.
userLTK
1
Nah, pertanyaan aslinya adalah tentang "tabrakan", jadi saya pergi dengan itu. Saya juga mengabaikan fokus gravitasi, yang meningkatkan parameter dampak efektif dan dengan demikian kemungkinan tabrakan. Tetapi itu masih tidak akan memberi Anda lebih dari satu atau dua urutan, yang berarti peluang berubah dari 1 dalam satu triliun menjadi, katakanlah, satu dari 10 atau 100 miliar. Masih sama sekali tidak signifikan.
Peter Erwin
1
Meningkatnya kepadatan pusat tidak mengubah peluang dasar untuk bintang individual acak (seperti Matahari) bertabrakan: tentu saja, lebih banyak bintang per meter persegi di satu bagian dari galaksi target, tetapi mereka berada di area yang lebih kecil sekarang, jadi itu adalah sulit untuk menghantam wilayah dengan bintang-bintang itu. (Matematika dibatalkan.)
Peter Erwin
2
Ini adalah benar bahwa pusat-pusat padat dari dua galaksi akan, jika Anda membiarkan seluruh merger bermain keluar (di luar tabrakan pertama) spiral ke pusat umum melalui gesekan dinamis dan penggabungan, sehingga kemungkinan bahwa beberapa bintang akan bertabrakan akan lebih tinggi.
Peter Erwin