Korzystając z danych z sondy kosmicznej Gaia, zespół naukowców bada historię gwiazd naszej Galaktyki, aby określić naturę jej ostatniej kolizji z galaktyką karłowatą.
Jedną z charakterystycznych cech współczesnej kosmologii jest opis sposobu ewolucji galaktyk: hierarchiczny proces zderzeń i łączenia się z innymi układami. Nigdzie we Wszechświecie nie mamy tak wyraźnego obrazu tego procesu, jak w naszej Drodze Mlecznej. Obecnie jeden z naszych pobliskich sąsiadów, galaktyka karłowata Strzelca, ulega zaburzeniom orbitalnym (galaktyka karłowata ma mniej niż około 1% masy gwiazdowej normalnej galaktyki spiralnej, takiej jak Droga Mleczna, a często znacznie mniej). Dwie inne pobliskie galaktyki karłowate, Wielki i Mały Obłok Magellana (mające odpowiednio około 1% i 0,7% masy gwiazdowej Drogi Mlecznej), opadają w naszym kierunku. Tymczasem strumienie gromad kulistych okrążają Galaktykę, zaznaczając efekty wcześniejszego zderzenia. Zapis jeszcze dawniejszych fuzji można uzyskać na podstawie pozycji i ruchów gwiazd w halo Drogi Mlecznej, czyli w przybliżeniu kulistym rozkładzie gwiazd (o średnicy około 100 000 lat świetlnych) starszych niż 10–12 miliardów lat. Tymczasem Andromeda, nasza najbliższa duża sąsiednia galaktyka, znajduje się około dziesięć razy dalej niż te galaktyki karłowate. Zderzenie z nią jest przewidywane za kolejne 5 miliardów lat.
Sonda kosmiczna Gaia została wystrzelona w 2013 roku w celu stworzenia precyzyjnej trójwymiarowej mapy Drogi Mlecznej poprzez zbadanie jednego procenta z jej 100 miliardów gwiazd. Zespół astronomów wykorzystał wyniki badań z Gai w połączeniu z nowym pomiarem zewnętrznych obszarów naszej Galaktyki za pomocą 6,5-metrowego teleskopu MMT w Arizonie (H3 Survey), aby poskładać historię gwiazd Drogi Mlecznej w bezprecedensowe szczegóły, by określić naturę ostatniego połączenia Galaktyki. Były już przekonujące dowody, że pojedyncza galaktyka karłowata połączyła się z Drogą Mleczną około 8–10 miliardów lat temu. Znane jako Gaia-Sausage-Enceladus (GSE), to, co pozostało z obiektu, jest wnioskowane z gwiazd w wewnętrznym halo na podstawie ich ruchów i składu. Nadal jednak nie wiadomo, czy GSE zderzyło się z naszą Galaktyką czołowo, czy jednak przed końcowym zderzeniem okrążyło ją, a jeżeli tak, to jak wyglądała ta orbita?
Astronomowie zajęli się tymi pytaniami, modelując zmierzone przez Gaia gwiazdy w halo za pomocą zestawu symulacji numerycznych połączonych z porównaniem wieku i składu gwiazd. Wykazali, że GSE zawierała około pół miliarda gwiazd i nie krążyła wokół Drogi Mlecznej, lecz zbliżała się do niej, poruszając się w kierunku wstecznym (czyli przeciwnym do ruchu obrotowego Galaktyki). Dochodzą również do wniosku, że pochodzi z niej około 50% obecnego halo gwiazdowego Drogi Mlecznej i około 20% halo ciemnej materii. Droga Mleczna zawiera gwiazdy, które mają około 13 miliardów lat, choć mogły one zostać pochwycone przez Galaktykę po jej uformowaniu. Jednak wraz z zakończeniem tych badań, prawie cały wzrost Drogi Mlecznej w ciągu ostatnich 10 miliardów lat może być wyjaśniony.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Our Galaxy’s Most Recent Major Collision
- Reconstructing the Last Major Merger of the Milky Way with the H3 Survey
Źródło: CfA
Na ilustracji: Mały Obłok Magellana, który łączy się z Drogą Mleczną. Po prawej stronie jest widoczna pierwszoplanowa gromada kulista 47 Tucanae. Źródło: Jose Mtanous.
