artystyczna wizja fuzji pomiędzy galaktyką Gaia-Enceladus i naszą Drogą Mleczną, która miała miejsce podczas wczesnych faz powstawania naszej Galaktyki, 10 miliardów lat temu.
misja Gaia ESA dokonała wielkiego przełomu w odkrywaniu historii powstawania Drogi Mlecznej.
zamiast tworzyć samodzielnie, nasza Galaktyka połączyła się z inną dużą galaktyką na początku swojego życia, około 10 miliardów lat temu. Dowody są zaśmiecone na całym niebie, ale potrzeba było Gai i jej niezwykłej precyzji, aby pokazać nam, co ukrywało się na widoku przez cały czas.
Gaia mierzy pozycję, ruch i jasność gwiazd z niespotykaną dotąd dokładnością.
korzystając z pierwszych 22 miesięcy obserwacji, zespół astronomów pod kierownictwem aminy Helmi z Uniwersytetu w Groningen w Holandii, spojrzał na siedem milionów gwiazd – tych, dla których dostępne są pełne pozycje i prędkości 3D – i odkrył, że około 30 000 z nich było częścią „nieparzystej kolekcji” poruszającej się po Drodze Mlecznej. Szczególnie obserwowane Gwiazdy mijają obecnie nasze sąsiedztwo słoneczne.
symulacja komputerowa fuzji między galaktyką taką jak młoda Droga Mleczna, której gwiazdy są pokazane na niebiesko, a mniejszą galaktyką, oznaczoną na Czerwono.Zgodnie z badaniem opartym na drugim wydaniu danych z misji Gaia ESA, astronomowie szacują, że znaczące zjawisko scalania, takie jak to pokazane w tej animacji, miało miejsce podczas wczesnych etapów formowania się Drogi Mlecznej, dziesięć miliardów lat temu. Takie połączenie doprowadziło do powstania dwóch ważnych składników naszej Galaktyki, halo i grubego dysku.Gwiazdy należące do galaktyki akrecji, która została nazwana Gaia-Enceladus, są przeplatane z gwiazdami Drogi Mlecznej i można je zobaczyć na całym niebie, ale mogą zostać ujawnione tylko dzięki niezwykłej precyzji Gaia.Symulacja pokazana w tej animacji jest opisana w referatach Á. Villalobos i A. Helmi opublikowali w 2008 i 2009 roku.Więcej informacji: galaktyczne duchy: Gaia odkrywa Wielkie Wydarzenie w procesie powstawania Drogi Mlecznej. Źródło: Koppelman, Villalobos & Helmi ,Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Holandia
jesteśmy tak głęboko osadzeni w tej kolekcji, że jej Gwiazdy otaczają nas prawie całkowicie, a więc można je zobaczyć na większości nieba.
mimo, że są one przeplatane z innymi gwiazdami, gwiazdy w zbiorze wyróżniały się w danych Gaia, ponieważ wszystkie poruszają się wzdłuż wydłużonych trajektorii w przeciwnym kierunku do większości innych setek miliardów gwiazd galaktyki, w tym słońca.
wyróżniały się również na tzw. diagramie Hertzprunga-Russella-używanym do porównywania barwy i jasności gwiazd – wskazując, że należą one do wyraźnie odrębnej populacji gwiazd.
sama liczba dziwnie poruszających się gwiazd zaintrygowała aminę i jej kolegów, którzy podejrzewali, że mogą mieć coś wspólnego z historią powstawania Drogi Mlecznej i zaczęli pracować nad zrozumieniem ich pochodzenia.
w przeszłości Amina i jej grupa badawcza używały symulacji komputerowych do badania tego, co dzieje się z gwiazdami, gdy dwie duże galaktyki łączą się. Kiedy porównała je z danymi Gaia, symulowane wyniki pasowały do obserwacji.
„zbiór gwiazd, który znaleźliśmy w Gai, ma wszystkie właściwości tego, czego można oczekiwać od szczątków galaktycznej fuzji”, mówi Amina, główny autor artykułu opublikowanego dzisiaj w Nature.
Artystyczna impresja szczątków galaktyki Gaja-Enceladus. Gaia-Enceladus połączył się z naszą galaktyką Drogi Mlecznej podczas jej wczesnych etapów formowania, 10 miliardów lat temu, a jej szczątki można teraz znaleźć w całej galaktyce. Pozycje i ruchy gwiazd (pokazane żółtymi strzałkami) mają reprezentować pozycje gwiazd pierwotnie należących do Gai-Enceladusa. Zostały one wydobyte z istniejącej symulacji komputerowej połączenia o cechach podobnych do tych odkrytych przez Gaia.
innymi słowy, kolekcja jest tym, czego oczekiwali od gwiazd, które kiedyś były częścią innej galaktyki i zostały skonsumowane przez Drogę Mleczną. Gwiazdy tworzą obecnie większość wewnętrznego halo naszej Galaktyki-rozproszony Składnik starych gwiazd, które urodziły się we wczesnym okresie i obecnie otaczają główną część Drogi Mlecznej znaną jako centralne wybrzuszenie i dysk.
sam dysk Galaktyczny składa się z dwóch części. Znajduje się tam cienki dysk, który jest głęboki na kilkaset lat świetlnych i zawiera wzór ramion spiralnych wykonanych przez jasne gwiazdy. I jest gruby dysk, który jest głęboki na kilka tysięcy lat świetlnych. Zawiera około 10-20 procent gwiazd galaktyki, jednak jej pochodzenie jest trudne do określenia.
zgodnie z symulacjami zespołu, a także dostarczaniem gwiazd halo, akreowana galaktyka mogła również zakłócić istniejące wcześniej Gwiazdy Drogi Mlecznej, aby pomóc w utworzeniu grubego dysku.
„o naszej interpretacji przekonaliśmy się dopiero po uzupełnieniu danych Gaia dodatkowymi informacjami o składzie chemicznym gwiazd, dostarczonymi przez naziemne badanie apogeum”, mówi Carine Babusiaux, Université Grenoble Alpes, Francja, i druga autorka artykułu.
Gwiazdy tworzące się w różnych galaktykach mają unikalny skład chemiczny, który odpowiada warunkom macierzystej galaktyki. Jeśli ta kolekcja gwiazd rzeczywiście była pozostałością galaktyki, która połączyła się z naszą, gwiazdy powinny mieć tego odcisk w swoim składzie. I tak się stało.
astronomowie nazwali tę galaktykę Gaia-Enceladus po jednym z gigantów w starożytnej mitologii greckiej, który był potomkiem Gai, ziemi i Urana, nieba.
” według legendy, Enceladus został pochowany pod Etną na Sycylii i odpowiedzialny za lokalne trzęsienia ziemi. Podobnie Gwiazdy Gaia-Enceladus zostały głęboko zakopane w danych Gaia i wstrząsnęły Drogą Mleczną, prowadząc do powstania jej grubego dysku”, wyjaśnia Amina.
mimo że nie było już potrzebnych żadnych dowodów, zespół znalazł również setki gwiazd zmiennych i 13 gromad kulistych w Drodze Mlecznej, które podążają za trajektoriami podobnymi do gwiazd z Gai-Enceladusa, co wskazuje, że pierwotnie należały do tego układu.
gromady kuliste to grupy liczące do milionów gwiazd, utrzymywane razem przez wzajemną grawitację i krążące wokół centrum galaktyki. Fakt, że tak wiele gromad mogło być połączonych z Gai-Enceladusem, jest kolejnym dowodem na to, że kiedyś musiała być to wielka galaktyka sama w sobie, z własnym otoczeniem gromad kulistych.
dalsza analiza wykazała, że galaktyka ta była mniej więcej wielkości jednego z obłoków Magellana – dwóch galaktyk satelitarnych mniej więcej dziesięć razy mniejszych od obecnych rozmiarów Drogi Mlecznej.
jednak dziesięć miliardów lat temu, kiedy doszło do fuzji z Gaia-Enceladusem, sama droga Mleczna była znacznie mniejsza, więc stosunek między nimi był bardziej jak cztery do jednego. Był to więc wyraźny cios dla naszej Galaktyki.
artystyczna wizja naszej galaktyki Drogi Mlecznej, liczącej około 13 miliardów lat „zakratowanej galaktyki spiralnej”, która jest domem dla kilkuset miliardów gwiazd. Po lewej stronie widać spiralną strukturę dysku Galaktycznego, w którym znajduje się większość gwiazd, przeplataną rozproszoną mieszaniną gazu i pyłu kosmicznego. Tarcza mierzy około 100 000 lat świetlnych średnicy, a słońce znajduje się mniej więcej w połowie drogi między centrum a peryferiami. Po prawej stronie Widok na krawędź odsłania spłaszczony kształt dysku. Obserwacje wskazują na podbudowę: cienki dysk o wysokości około 700 lat świetlnych osadzony w grubym dysku, o wysokości około 3000 lat świetlnych i zaludniony starszymi gwiazdami. Krawędź na widoku pokazuje również wybrzuszenie galaktyczne, znajdujące się w centralnej części Drogi Mlecznej i zawierające około 10 miliardów gwiazd, które są głównie stare i czerwone. Wybrzuszenie, również widoczne na widoku po lewej stronie, ma ogólnie wydłużony kształt, który przypomina pręt w kształcie orzeszka, o długości około 10 000 lat świetlnych, co czyni Drogę Mleczną galaktyką spiralną. Poza tarczą i wybrzuszeniem znajduje się halo Gwiezdne, mniej więcej kulista struktura o promieniu około 100 000 lat świetlnych, zawierająca odizolowane Gwiazdy oraz wiele gromad kulistych-dużych, zwartych skupisk jednych z najstarszych gwiazd w galaktyce. Na większą skalę Droga Mleczna jest osadzona w jeszcze większym halo niewidzialnej ciemnej materii.
„to, że teraz zaczynamy odkrywać historię powstawania Drogi Mlecznej, jest bardzo ekscytujące”, mówi Anthony Brown z Uniwersytetu w Leiden w Holandii, który jest współautorem artykułu, a także przewodniczącym Gaia Data Processing and Analysis Consortium Executive.
od pierwszych dyskusji na temat budowy Gai 25 lat temu jednym z kluczowych celów misji było zbadanie różnych strumieni gwiezdnych w Drodze Mlecznej i zrekonstruowanie jej wczesnej historii. Ta wizja się opłaca.
„Gaia została stworzona, aby odpowiadać na takie pytania” – mówi Amina. „Możemy teraz powiedzieć, że tak ukształtowała się galaktyka we wczesnych epokach. To fantastyczne. To jest po prostu takie piękne i sprawia, że czujesz się tak duży i tak mały w tym samym czasie.”
” czytając ruchy gwiazd rozrzuconych po niebie, jesteśmy teraz w stanie cofnąć historię Drogi Mlecznej i odkryć kamień milowy w jej powstaniu, a jest to możliwe dzięki Gaia”, podsumowuje Timo Prusti, Naukowiec projektu Gaia w ESA.
Publikacja: „połączenie, które doprowadziło do powstania wewnętrznego halo gwiezdnego Drogi Mlecznej i grubego dysku” A. Helmi i wsp.