¿Cuánta superposición tendrán la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea cuando colisionen?

Las mediciones del desplazamiento azul de Andrómeda nos permiten concluir que la distancia entre la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea está disminuyendo y en unos pocos miles de millones de años "colisionarán".

El desplazamiento azul solo produce la componente radial del vector de velocidad de Andrómeda. Tengo entendido que medir el componente tangencial es crucial para determinar si realmente ocurrirá una "colisión" (en un sistema de dos cuerpos gravitacionalmente unido, para que los cuerpos puntuales choquen, el componente de velocidad relativa debe apuntar exactamente hacia el otro cuerpo, es decir, el componente tangencial debe desaparecer).

Ahora, las galaxias no son puntuales, por lo que algún pequeño componente tangencial distinto de cero podría provocar una colisión donde al menos algunos brazos de galaxias se cruzan.

¿Se ha medido la velocidad tangencial? ¿Si es así, cómo? ¿Qué tan central es la colisión (protuberancia en protuberancia, protuberancia en brazos, brazos en brazos)?

Esta página , de junio de 2012, contiene un resumen bastante detallado de tres documentos que consideraron la velocidad tangencial y el problema de colisión. Citaré algunos bits de elección de esa página:

Andrómeda (M31) y la Vía Láctea son las dos galaxias más grandes del pequeño grupo de galaxias llamado Grupo Local. Por el momento, M31 está a unos 770 kpc de nuestra galaxia, pero las mediciones Doppler de las velocidades de la línea de visión de sus estrellas han demostrado durante mucho tiempo que está cayendo inexorablemente hacia nosotros. La naturaleza exacta de la colisión, sin embargo, hasta ahora ha permanecido desconocida. ¿Será una señorita, un golpe de reojo o un choque frontal? Esto depende del movimiento apropiado (movimiento lateral) de Andrómeda en el cielo, que es extremadamente difícil de medir.

Por fin, los autores de este estudio logran recolectar observaciones extraordinariamente precisas del telescopio espacial Hubble del movimiento tangencial de M31 durante un período de cinco a siete años, y estos datos eliminan cualquier duda de que Andromeda está destinada a atacar y fusionarse con nuestro Milky Camino en cuatro mil millones de años. La galaxia Triangulum M33, la tercera galaxia más masiva del grupo Local, que está unida a M31, probablemente se unirá al boom cósmico (con una pequeña posibilidad de que M33 llegue primero a la Vía Láctea).

El resultado final es que M31 tiene una velocidad radial con respecto a la Vía Láctea de aproximadamente -109 km / s, y una velocidad tangencial de aproximadamente 17.0 km / s (<34.3 km / s con una confianza de 1 sigma). Estos números implican claramente que el vector de velocidad de Andromeda Galaxy es estadísticamente consistente con una órbita radial (colisión frontal) hacia la Vía Láctea. Esto significa que el sistema Vía Láctea-M31 está unido y que las dos galaxias se fusionarán, como se investigó más a fondo en el Documento III.

$R^{1/4}$ ley característica de las galaxias elípticas, de acuerdo con las predicciones de las simulaciones numéricas de las principales fusiones de galaxias espirales.

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