Wielka kolizja, która zmieniła Drogę Mleczną

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył stare i dramatyczne zderzenie się Drogi Mlecznej z mniejszym obiektem, który nazwano galaktyką „Kiełbasa”. Ta kosmiczna katastrofa była definiującym wydarzeniem we wczesnej historii Drogi Mlecznej i przekształciła strukturę naszej galaktyki, kształtując zarówno jej zgrubienie centralne, jak i otoczkę zewnętrzną.

Astronomowie wnioskują, że około 8-10 mld lat temu nieznana galaktyka karłowata uderzyła w Drogę Mleczną. Nie przetrwała ona zderzenia, rozpadła się bardzo szybko a szczątki są teraz wszędzie wokół nas.

Nowe artykuły opisują najważniejsze cechy tego niezwykłego zdarzenia. GyuChul Myeong z Cambridge wraz z kolegami wykorzystali dane z satelity Gaia, która mapuje gwiezdną zawartość Drogi Mlecznej, rejestrując tory gwiazd podczas ich podróży przez naszą galaktykę. Dzięki Gaia astronomowie znają teraz pozycje i trajektorie naszych niebiańskich sąsiadów z niespotykaną dokładnością.

Ścieżki gwiazd z galaktycznej kolizji zasłużyły na pseudonim „Kiełbaski Gai”. Gdy astronomowie nakreślili prędkości gwiazd, ukazał im się właśnie kształt kiełbasy. Gdy mniejsza galaktyka rozpadła się, jej gwiazdy zostały rzucone na bardzo radialne orbity. Są one tym, co pozostało z tego wielkiego połączenia z Drogą Mleczną.

Droga Mleczna kontynuuje zderzenia z innymi galaktykami, takimi jak słaba galaktyka karłowata Strzelca. Jednak galaktyka Kiełbasa była znacznie masywniejsza. Całkowita masa jej gazu, gwiazd i ciemnej materii była ponad 10 mld razy większa, niż masa Słońca. Kiedy Kiełbasa uderzyła w młodą Drogę Mleczną, jej trajektoria spowodowała wiele chaosu. Resztki Kiełbasy rozproszyły się po wewnętrznych częściach naszej galaktyki, tworząc zgrubienie w jej centrum oraz otoczkę gwiezdnego halo.

Symulacje numeryczne mogą odtworzyć te cechy. W symulacjach prowadzonych przez Denisa Erkla i jego współpracowników, gwiazdy z Kiełbasy wchodzą na rozciągnięte orbity, które są dodatkowo wydłużone przez rosnący dysk Drogi Mlecznej, który puchnie i staje się grubszy po kolizji.

Dowody tej galaktycznej przebudowy widoczne są w torach gwiazd odziedziczonych z galaktyki karłowatej. Gwiazdy Kiełbasy skręcają w przybliżeniu w tej samej odległości od centrum Galaktyki. Skręcanie to powoduje, że gęstość w halo Drogi Mlecznej zmniejsza się dramatycznie tam, gdzie gwiazdy zmieniają kierunki. Nowa praca wyjaśnia, w jaki sposób gwiazdy wpadły na tak ciasne orbity.

W nowych badaniach zidentyfikowano również co najmniej osiem dużych, sferycznych skupisk gwiazd zwanych gromadami kulistymi, które zostały dostarczone do Drogi Mlecznej przez Kiełbasę. Małe galaktyki na ogół nie mają własnych gromad kulistych, więc galaktyka Kiełbasa musiała być wystarczająco duża, by pomieścić zbiór gromad. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
The Gaia Sausage: The Major Collision That Changed the Milky Way Galaxy

Źródło: Simons Foundation

Na zdjęciu: Wizja artystyczna spotkania pomiędzy Drogą Mleczną a mniejszą galaktyką Kiełbasa około 8-10 mld lat temu. Źródło: V. Belokurov (Cambridge, UK); na podstawie zdjęć ESO/Juan Carlos Muñoz