taiteilijan käsitys Gaia-Enceladus-galaksin ja Linnunratamme fuusiosta, joka tapahtui galaksimme varhaismuodostusvaiheessa, 10 miljardia vuotta sitten.
ESAn Gaia-missio on tehnyt merkittävän läpimurron Linnunradan muodostumishistorian selvittämisessä.
sen sijaan, että galaksimme olisi muodostunut yksin, se sulautui toiseen suureen galaksiin jo varhain, noin 10 miljardia vuotta sitten. Todisteet ovat täynnä kaikkialla ympärillämme, – mutta Gaia ja sen tavaton tarkkuus ovat vaatineet sen, – että voimme nähdä, mitä on piilotellut koko ajan.
Gaia mittaa tähtien sijainnin, liikkeen ja kirkkauden ennennäkemättömän tarkasti.
ensimmäisten 22 kuukauden havaintojen perusteella Amina Helmin johtama tähtitieteilijäryhmä Groningenin yliopistosta Alankomaista tarkasteli seitsemää miljoonaa tähteä – niitä, joille on saatavilla täydet 3D-paikat ja nopeudet – ja havaitsi, että niistä noin 30 000 kuului Linnunradan läpi liikkuvaan ”outoon kokoelmaan”. Erityisesti havaitut tähdet kulkevat tällä hetkellä aurinkomme ohi.
tietokonesimulaatio nuoren Linnunradan kaltaisen galaksin, jonka tähdet näkyvät syaanina, ja pienemmän galaksin, joka on merkitty punaisella.ESAn Gaia-lennon toiseen datajulkistukseen perustuvan tutkimuksen mukaan tähtitieteilijät arvioivat, että tässä animaatiossa esitetyn kaltainen merkittävä yhdistymistapahtuma on tapahtunut Linnunradan varhaismuodostumisvaiheessa, kymmenen miljardia vuotta sitten. Tällainen fuusio on johtanut galaksimme kahteen tärkeään osaan, haloon ja paksuun kiekkoon.Gaia-Enceladus-galaksiksi ristittyyn galaksiin kuuluvat tähdet ovat Linnunradan tähtien välissä, ja ne voidaan nähdä koko taivaalle, mutta ne voidaan paljastaa vain Gaian poikkeuksellisen tarkkuuden ansiosta.Tässä animaatiossa esitetty simulaatio on kuvattu Á: n papereissa. Villalobos ja A. Helmi julkaistiin vuosina 2008 ja 2009.Lisätietoja: Galactic ghosts: Gaia paljastaa merkittävä tapahtuma muodostumista Linnunradan. Luotto: Koppelman, Villalobos & Helmi, Kapteyn Astronomical Institute, Groningenin yliopisto, Alankomaat
olemme niin syvällä tässä kokoelmassa, että sen tähdet ympäröivät meidät lähes kokonaan, ja siten ne näkyvät lähes koko taivaalla.
vaikka kokoelman tähdet ovat muiden tähtien välissä, ne erottuivat Gaia-aineistossa, koska ne kaikki liikkuvat pitkulaisia liikeratoja pitkin vastakkaiseen suuntaan kuin suurin osa galaksin muista sadasta miljardista tähdestä, mukaan lukien aurinko.
ne erottuivat myös niin sanotussa Hertzprungin-Russellin diagrammissa – jota käytetään tähtien värin ja kirkkauden vertailuun – mikä osoittaa niiden kuuluvan selvästi erilliseen tähtipopulaatioon.
jo pelkästään oudosti liikkuvien tähtien määrä kiehtoi Aminaa ja hänen kollegoitaan, jotka epäilivät, että niillä saattaisi olla jotain tekemistä Linnunradan muodostumishistorian kanssa ja ryhtyivät työskentelemään niiden alkuperän ymmärtämiseksi.
aiemmin Amina tutkimusryhmineen oli tietokonesimulaatioiden avulla tutkinut, mitä tähdille tapahtuu kahden suuren galaksin yhdistyessä. Kun hän vertasi niitä Gaia-tietoihin, simuloidut tulokset täsmäsivät havaintoihin.
”Gaian kanssa löytämässämme tähtikokoelmassa on kaikki ominaisuudet, mitä galaktisen fuusion pirstaleilta voisi odottaa”, sanoo tänään Nature-lehdessä julkaistun artikkelin pääkirjoittaja Amina.
taiteilijan vaikutelma gaia-Enceladus-galaksin jäänteistä. Gaia-Enceladus sulautui Linnunrata-galaksiimme sen varhaismuodostusvaiheessa, 10 miljardia vuotta sitten, ja sen jäänteitä löytyy nyt koko galaksista. Tähtien asennot ja liikkeet (keltaisilla nuolilla) on tarkoitettu edustamaan alun perin Gaia-Enceladukselle kuuluneita tähtiä. Ne on poimittu olemassa olevasta sulautumaa koskevasta tietokonesimulaatiosta, joka on ominaisuuksiltaan samankaltainen kuin Gaian paljastama sulautuma.
toisin sanoen kokoelma on se, mitä he odottivat tähdiltä, jotka olivat aikoinaan osa toista galaksia ja jotka Linnunrata on kuluttanut. Tähdet muodostavat nyt suurimman osan galaksimme sisäisestä halosta-vanhojen tähtien hajanaisen osan, joka syntyi alkuaikoina ja ympäröi nyt Linnunradan pääosaa, joka tunnetaan nimellä keskimmäinen pullistuma ja kiekko.
itse Galaktinen Kiekko koostuu kahdesta osasta. On ohut kiekko, joka on muutaman sadan valovuoden syvyydessä ja sisältää kirkkaiden tähtien tekemiä spiraalihaaroja. Ja on paksu kiekko, joka on muutaman tuhannen valovuoden syvyydessä. Se sisältää noin 10-20 prosenttia galaksin tähdistä, mutta sen alkuperää on ollut vaikea määrittää.
ryhmän simulaatioiden mukaan sekä halotähtien toimittamisen lisäksi myös kertynyt galaksi olisi voinut häiritä Linnunradan entisiä tähtiä, jotta paksu Kiekko muodostuisi.
”tulimme varmoiksi tulkinnastamme vasta täydennettyämme Gaia-tietoja tähtien kemiallista koostumusta koskevilla lisätiedoilla, jotka saatiin maanpäällisestä APOGEE-tutkimuksesta”, sanoo Carine Babusiaux, Université Grenoble Alpes, Ranska, ja toinen kirjoittaja.
eri galakseissa muodostuvilla tähdillä on ainutlaatuisia kemiallisia koostumuksia, jotka vastaavat kotigalaksin olosuhteita. Jos tämä tähtikokoelma todella oli jäänteitä galaksista, joka sulautui omaamme, tähtien pitäisi näkyä tämän jälki koostumuksessaan. Ja niin he tekivätkin.
tähtitieteilijät antoivat tälle galaksille nimen Gaia-Enceladus erään antiikin kreikkalaisen mytologian jättiläisen mukaan, joka oli Gaian, maan, ja Uranuksen, taivaan, jälkeläinen.
” legendan mukaan Enceladus haudattiin Etna-vuoren alle Sisiliaan ja oli vastuussa paikallisista maanjäristyksistä. Samoin Gaia-Enceladuksen tähdet ovat hautautuneet syvälle Gaia-dataan, ja ne ovat ravistelleet Linnunrataa, mikä on johtanut sen paksun kiekon muodostumiseen, Amina selittää.
vaikka lisätodisteita ei varsinaisesti tarvittu, ryhmä löysi Linnunradasta myös satoja muuttuvia tähtiä ja 13 pallomaista tähtijoukkoa, jotka noudattavat samanlaisia liikeratoja kuin gaia-Enceladuksen tähdet, mikä osoittaa niiden olleen alun perin osa kyseistä järjestelmää.
Pallomaiset tähtijoukot ovat enintään miljoonien tähtien ryhmiä, joita niiden keskinäinen painovoima pitää koossa ja jotka kiertävät galaksin keskustaa. Se, että niin monet klusterit voitiin yhdistää Gaia-Enceladukseen, on toinen osoitus siitä, että tämän on täytynyt kerran olla suuri galaksi itsessään, jolla on oma seurueensa pallomaisia klustereita.
lisäanalyysi paljasti, että tämä galaksi oli suunnilleen yhden Magellanin pilven kokoinen – kaksi satelliittigalaksia, jotka olivat noin kymmenen kertaa pienempiä kuin Linnunradan nykyinen koko.
kymmenen miljardia vuotta sitten Gaia-Enceladuksen yhdistyessä itse Linnunrata oli kuitenkin paljon pienempi, joten näiden kahden suhde oli enemmänkin neljän suhde yhteen. Se oli siis selvästi suuri isku Galaksillemme.
taiteilijan vaikutelma Linnunradan galaksistamme, noin 13 miljardia vuotta vanhasta ”estetystä kierteisgalaksista”, jossa on muutama sata miljardia tähteä. Vasemmalla puolella oleva kuva näyttää Galaktisen kiekon spiraalirakenteen, jossa suurin osa tähdistä sijaitsee, hajakaasun ja kosmisen pölyn seoksessa. Kiekon läpimitta on noin 100 000 valovuotta, ja aurinko sijaitsee suunnilleen sen keskustan ja reuna-alueiden puolivälissä. Oikealla reunanäkymä paljastaa levyn litistyneen muodon. Havainnot viittaavat pohjarakenteeseen: noin 700 valovuoden korkuiseen ohueen kiekkoon, joka on upotettu paksuun kiekkoon, joka on noin 3000 valovuoden korkuinen ja jolla on vanhempia tähtiä. Näkymän reunassa näkyy myös Linnunradan keskiosassa sijaitseva Galaktinen pullistuma, jossa on noin 10 miljardia tähteä, jotka ovat pääasiassa vanhoja ja punaisia. Pullistuma, joka näkyy myös vasemmalla näkyvässä kasvonäkymässä, on kokonaisuudessaan pitkänomainen muoto, joka muistuttaa pähkinän muotoista tankoa ja jonka puolipituus on noin 10 000 valovuotta, mikä tekee Linnunradasta karun spiraaligalaksin. Kiekon ja pullistuman takana on Tähtien sädekehä, suunnilleen pallomainen rakenne, jonka säde on noin 100000 valovuotta ja joka sisältää yksittäisiä tähtiä sekä monia pallomaisia tähtijoukkoja – suuria, kompakteja ryhmittymiä joistakin galaksin vanhimmista tähdistä. Suuremmassa mittakaavassa Linnunrata on upotettu vielä suurempaan näkymättömän pimeän aineen sädekehään.
”on hyvin jännittävää nähdä, että alamme nyt selvittää Linnunradan muodostumishistoriaa”, sanoo Anthony Brown Leidenin yliopistosta Hollannista, joka on lehden toinen kirjoittaja ja myös Gaia Data Processing and Analysis Consortiumin johtajan puheenjohtaja.
siitä lähtien kun Gaian rakentamisesta keskusteltiin ensimmäistä kertaa 25 vuotta sitten, yksi operaation keskeisistä tavoitteista oli tutkia Linnunradan eri tähtivirtoja ja rekonstruoida sen varhaishistoria. Tuo näky tuottaa tulosta.
”Gaia rakennettiin vastaamaan tällaisiin kysymyksiin”, Amina kertoo. ”Voimme nyt sanoa, että tällä tavalla galaksi muodostui noina varhaisina aikakausina. Se on fantastinen. Se on niin kaunista ja saa tuntemaan itsensä isoksi ja pieneksi samaan aikaan.”
”lukemalla eri puolille taivasta siroteltujen tähtien liikkeitä voimme nyt kelata Linnunradan historiaa taaksepäin ja löytää merkittävän virstanpylvään sen muodostumisessa, ja tämä on mahdollista Gaian ansiosta”, toteaa ESA: n Gaia-projektin tutkija Timo Prusti.
julkaisu: A. Helmi et al: n” The fuusio that led to the formation of the Milky Way ’s inner stellar halo and thick disk” on julkaistu Nature-lehdessä.