Perché la Galassia di Andromeda Si Sta Avvicinando alla Via Lattea?

Sulla base dei dati del telescopio spaziale Hubble, si prevede che la Via Lattea
 e Andromeda si deformeranno scambievolmente a causa delle forze mareali
 entro  3,75 miliardi di anni, come mostrato in questa figura. Fonte.

"Perché la galassia di Andromeda si sta avvicinando alla Via Lattea? Dovrebbe invece allontanarsi da noi. Giusto?"

È la domanda che mi ha rivolto un intraprendente quattordicenne su Google+, in un commento: "how is the Andromeda galaxy coming towards us? It should be going away from us. Right?".

Gli ho risposto che apparentemente dovrebbe allontanarsi, ma in realtà le cose vanno diversamente.

Cerchiamo di capirne la ragione.

Prima, però, una piccola premessa.
La Galassia di Andromeda, nota anche come Messier 31, M31, o NGC 224, dista dalla Terra circa 2,5 milioni di anni luce ed è anche la galassia spirale gigante più vicina alla Via Lattea. Nei vecchi testi di scienze, è stata spesso denominata come la Grande Nebulosa di Andromeda. Ha preso il suo nome dalla zona del cielo in cui appare la costellazione di Andromeda, che si rifà alla figura mitologica della principessa Andromeda. Estendendosi per circa 220.000 anni luce, è la più grande galassia del Gruppo Locale, che contiene anche la Via Lattea, la Galassia del Triangolo, e circa 44 altre galassie più piccole.
Nonostante risultati precedenti suggerissero che la Via Lattea conterrebbe più materia oscura e che potrebbe essere la più grande del gruppo, le osservazioni del telescopio spaziale Spitzer, risalenti al 2006, hanno rivelato che Andromeda contiene un trilione (10^12) di stelle: almeno due volte il numero di stelle presenti nella Via Lattea. 

La galassia di Andromeda è stimata essere pari a 1,5 × 10^12 masse solari, mentre quella della Via Lattea è stimata essere circa 8,5 × 10^11 masse solari. Ancora uno studio del 2009 ha stimato che la massa della Via Lattea e quella di M31 sono quasi uguali, mentre uno studio del 2006 ha approssimato la massa della Via Lattea a~ 80% di quella della Galassia di Andromeda.
Si prevede che le due galassie si scontreranno tra 3,75 miliardi di anni circa. Dalla loro fusione dovrebbe derivare una galassia ellittica gigante o forse una grande galassia a disco. Qualcuno ha suggerito il nickname Milkomeda.

E adesso torniamo alla domanda principale.

La faccenda sta in questi termini: la stragrande maggioranza delle galassie si sta allontanando da noi ad una velocità enorme. Secondo il più recente calcolo effettuato dalla NASA nel 2013, tale velocità è uguale a 70,4 km/s per megaparsec (1 megaparsec = 10^6 parsec; 1 parsec è uguale a circa 3,26 anni luce).
Ad un miliardo di anni luce di distanza, l'espansione dell'Universo sta facendo allontanare le galassie da noi a 22 mila km/s, ovvero a circa il 7% della velocità della luce. A 100 milioni di anni luce di distanza, la velocità è "soltanto" 2200 km/s.

Andromeda dista da noi 2,5 milioni di anni luce, il che vuol dire che l'espansione dell'universo la sta trascinando via ad una velocità di soli 60 km/s. L'attrazione gravitazionale tra Andromeda e la Via Lattea è abbastanza forte da superare quella dell'espansione.

Andromeda sta viaggiando verso di noi alla velocità 110-120 km/s. Se non ci fosse l'espansione dell'universo, sarebbe più veloce. È la stessa ragione per cui il sistema solare non viene smembrato. Il tasso di espansione dell'Universo è piccolo a livello locale, è solo quando si raggiungono centinaia di milioni di anni luce di distanza che l'espansione subentra all'attrazione gravitazionale.

In sintesi, la galassia di Andromeda sta inesorabilmente precipitando verso la Via Lattea sotto l'attrazione reciproca della gravità tra le due galassie e l'invisibile materia oscura che le circonda entrambe.

L'universo si sta espandendo, la velocità di espansione sta accelerando, e, infine, le galassie lontane si allontaneranno da noi con una velocità superiore a quella della luce. 

Soltanto le galassie locali, legate dall'attrazione gravitazionale, saranno visibili nel cielo e alla fine fonderanno insieme. Tutto il resto cadrà oltre l'orizzonte cosmico e sarà perso per sempre.

Tutti gli oggetti nell'Universo si stanno allontanando da noi, e solo a livello locale la gravità prevale. Questo è il motivo per cui il sistema solare non va in pezzi, per cui Andromeda si sta muovendo verso di noi e, tra circa 4 miliardi di anni, andrà a collidere con la Via Lattea.

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Riferimenti

► http://bit.ly/1BT8dLg
► http://bit.ly/1E6Mdic
► http://bit.ly/2dkXm5G
► http://bit.ly/1G8td4h
► http://bit.ly/2dcHYp1
► http://bit.ly/2dcKmfh