impresia artistului despre fuziunea dintre galaxia Gaia-Enceladus și Calea Lactee, care a avut loc în primele etape de formare a galaxiei noastre, acum 10 miliarde de ani.
Misiunea Gaia a ESA a făcut o descoperire majoră în dezvăluirea istoriei formării Căii Lactee.
în loc să se formeze singură, galaxia noastră a fuzionat cu o altă galaxie mare la începutul vieții sale, în urmă cu aproximativ 10 miliarde de ani. Dovezile sunt împrăștiate pe cer peste tot în jurul nostru, dar a luat-o pe Gaia și precizia sa extraordinară pentru a ne arăta ceea ce s-a ascuns la vedere tot timpul.
Gaia măsoară poziția, mișcarea și luminozitatea stelelor la niveluri de precizie fără precedent.
folosind primele 22 de luni de observații, o echipă de astronomi condusă de Amina Helmi, Universitatea din Groningen, Olanda, a analizat șapte milioane de stele – cele pentru care sunt disponibile pozițiile și vitezele 3D complete – și a constatat că aproximativ 30.000 dintre ele făceau parte dintr-o colecție ciudată care se deplasa prin Calea Lactee. Stelele observate, în special, trec în prezent prin vecinătatea noastră solară.
simularea computerizată a fuziunii dintre o galaxie precum Calea Lactee tânără, ale cărei stele sunt prezentate în cyan, și o galaxie mai mică, indicată în roșu.Potrivit unui studiu bazat pe cea de-a doua lansare de date a misiunii Gaia a ESA, astronomii estimează că un eveniment semnificativ de fuziune precum cel prezentat în această animație a avut loc în timpul etapelor timpurii de formare a Căii Lactee, acum zece miliarde de ani. O astfel de fuziune a dus la două componente importante ale galaxiei noastre, halo și discul gros.Stelele aparținând galaxiei acumulate, care a fost numită Gaia-Enceladus, sunt intercalate cu stelele Calea Lactee și pot fi văzute pe întregul cer, dar nu pot fi dezvăluite decât datorită preciziei extraordinare a lui Gaia.Simularea prezentată în această animație este descrisă în lucrări de către O. N. C. Villalobos și A. Helmi publicate în 2008 și 2009.Mai multe informații: fantome galactice: Gaia descoperă un eveniment major în formarea Căii Lactee. Credit: Koppelman, Villalobos& Helmi, Institutul Astronomic Kapteyn, Universitatea din Groningen, Olanda
suntem atât de adânc încorporați în această colecție încât stelele sale ne înconjoară aproape complet și astfel pot fi văzute pe cea mai mare parte a cerului.
chiar dacă sunt intercalate cu alte stele, stelele din colecție s-au remarcat în datele Gaia, deoarece toate se deplasează de-a lungul traiectoriilor alungite în direcția opusă majorității celorlalte sute de miliarde de stele ale galaxiei, inclusiv Soarele.
s-au remarcat și în așa-numita diagramă Hertzprung – Russell – care este utilizată pentru a compara culoarea și luminozitatea stelelor-indicând faptul că aparțin unei populații stelare clar distincte.
numărul mare de stele ciudate implicate i-a intrigat pe Amina și colegii ei, care au suspectat că ar putea avea ceva de-a face cu istoria formării Căii Lactee și au început să lucreze pentru a le înțelege originile.
în trecut, Amina și grupul ei de cercetare au folosit simulări pe computer pentru a studia ce se întâmplă cu stelele atunci când două galaxii mari se îmbină. Când le-a comparat cu datele Gaia, rezultatele simulate s-au potrivit cu observațiile.
„colecția de stele pe care am găsit-o cu Gaia are toate proprietățile a ceea ce v-ați aștepta de la resturile unei fuziuni galactice”, spune Amina, autorul principal al lucrării publicate astăzi în Nature.
impresia artistului despre resturile galaxiei Gaia-Enceladus. Gaia-Enceladus a fuzionat cu galaxia noastră Calea Lactee în primele sale etape de formare, acum 10 miliarde de ani, iar resturile sale pot fi găsite acum în întreaga galaxie. Pozițiile și mișcările stelelor (arătate cu săgeți galbene) sunt menite să le reprezinte pe cele ale stelelor aparținând inițial lui Gaia-Enceladus. Acestea au fost extrase dintr-o simulare computerizată existentă a unei fuziuni cu caracteristici similare cu cea descoperită de Gaia.
cu alte cuvinte, colecția este ceea ce se așteptau de la stele care au făcut cândva parte dintr-o altă galaxie și au fost consumate de Calea Lactee. Stelele formează acum cea mai mare parte a halo – ului interior al galaxiei noastre-o componentă difuză a stelelor vechi care s-au născut la început și înconjoară acum cea mai mare parte a Căii Lactee cunoscută sub numele de umflătură Centrală și disc.
discul Galactic în sine este compus din două părți. Există discul subțire, care are o adâncime de câteva sute de ani lumină și conține modelul brațelor spirale realizate de stele strălucitoare. Și există discul gros, care are o adâncime de câteva mii de ani lumină. Conține aproximativ 10-20% din stelele galaxiei, dar originile sale au fost dificil de determinat.
conform simulărilor echipei, precum și furnizarea stelelor halo, galaxia acretă ar fi putut perturba și stelele preexistente ale Căii Lactee pentru a ajuta la formarea discului gros.
„am devenit siguri de interpretarea noastră doar după ce am completat datele Gaia cu informații suplimentare despre compoziția chimică a stelelor, furnizate de sondajul Apogee de la sol”, spune Carine Babusiaux, Universitatea din Grenoble Alpes, Franța, și al doilea autor al lucrării.
stelele care se formează în diferite galaxii au compoziții chimice unice care se potrivesc condițiilor galaxiei de origine. Dacă această colecție de stele a fost într-adevăr rămășițele unei galaxii care s-a contopit cu a noastră, stelele ar trebui să arate o amprentă a acestui lucru în compoziția lor. Și au făcut-o.
astronomii au numit această galaxie Gaia-Enceladus după unul dintre giganții din mitologia greacă antică, care a fost urmașul lui Gaia, Pământul și Uranus, cerul.
„conform legendei, Enceladus a fost îngropat sub Muntele Etna, în Sicilia, și responsabil pentru cutremurele locale. În mod similar, stelele lui Gaia-Enceladus au fost adânc îngropate în datele Gaia și au zguduit Calea Lactee, ducând la formarea discului său gros”, explică Amina.
chiar dacă nu mai erau necesare dovezi, echipa a găsit, de asemenea, sute de stele variabile și 13 clustere globulare în Calea Lactee care urmează traiectorii similare cu stelele de la Gaia-Enceladus, indicând faptul că inițial făceau parte din acel sistem.
roiurile globulare sunt grupuri de până la milioane de stele, ținute împreună de gravitația lor reciprocă și care orbitează centrul unei galaxii. Faptul că atât de multe clustere ar putea fi legate de Gaia-Enceladus este un alt indiciu că aceasta trebuie să fi fost odată o galaxie mare în sine, cu propriul său anturaj de clustere globulare.
analiza ulterioară a arătat că această galaxie avea aproximativ dimensiunea unuia dintre norii magellanici – două galaxii satelit de aproximativ zece ori mai mici decât dimensiunea actuală a Căii Lactee.
cu zece miliarde de ani în urmă, însă, când a avut loc fuziunea cu Gaia-Enceladus, Calea Lactee în sine era mult mai mică, astfel încât raportul dintre cele două era mai mult de patru la unu. Prin urmare, a fost în mod clar o lovitură majoră pentru galaxia noastră.
o impresie a artistului despre Galaxia noastră Calea Lactee, o galaxie spirală barată veche de aproximativ 13 miliarde de ani, care găzduiește câteva sute de miliarde de stele. În stânga, o vedere frontală arată structura spirală a discului Galactic, unde se află majoritatea stelelor, intercalate cu un amestec difuz de gaz și praf cosmic. Discul măsoară aproximativ 100.000 de ani-lumină, iar soarele se află la jumătatea distanței dintre centru și periferie. În dreapta, o vedere de margine dezvăluie forma aplatizată a discului. Observațiile indică o substructură: un disc subțire de aproximativ 700 de ani-lumină înălțime încorporat într-un disc gros, aproximativ 3000 de ani-lumină înălțime și populat cu stele mai vechi. Marginea la vedere arată, de asemenea, umflătura galactică, situată în porțiunea centrală a Căii Lactee și găzduind aproximativ 10 miliarde de stele, care sunt în principal vechi și roșii. Umflătura, vizibilă și în fața din stânga, are o formă alungită generală care seamănă cu cea a unei bare în formă de arahide, cu o jumătate de lungime de aproximativ 10.000 de ani-lumină, făcând Calea Lactee o galaxie spirală barată. Dincolo de disc și umflătură se află haloul stelar, o structură aproximativ sferică cu o rază de aproximativ 100.000 de ani-lumină, care conține Stele izolate, precum și multe grupuri globulare – conglomerate mari și compacte ale unora dintre cele mai vechi stele din galaxie. La o scară mai mare, Calea Lactee este încorporată într-un halou și mai mare de materie întunecată invizibilă.
„a vedea că acum începem să dezvăluim istoria formării Căii Lactee este foarte interesant”, spune Anthony Brown, Universitatea Leiden, Olanda, care este coautor al lucrării și, de asemenea, președinte al Executivului Consorțiului de procesare și analiză a datelor Gaia.
de la primele discuții despre construirea Gaiei în urmă cu 25 de ani, unul dintre obiectivele cheie ale misiunii a fost să examineze diferitele fluxuri stelare din Calea Lactee și să reconstruiască istoria sa timpurie. Această viziune dă roade.
„Gaia a fost construită pentru a răspunde la astfel de întrebări”, spune Amina. „Putem spune acum că acesta este modul în care s-a format galaxia în acele epoci timpurii. E fantastic. Este atât de frumos și te face să te simți atât de mare și atât de mic în același timp.”
” citind mișcările stelelor împrăștiate pe cer, acum suntem capabili să derulăm istoria Căii Lactee și să descoperim o piatră de hotar majoră în formarea sa, iar acest lucru este posibil datorită Gaia”, concluzionează Timo Pruti, om de știință al proiectului Gaia la ESA.
publicație: „fuziunea care a dus la formarea halo-ului stelar interior al Căii Lactee și a discului gros” de A. Helmi și colab.este publicată în Nature.