Czy Droga Mleczna jest wyjątkową galaktyką?

Astronomowie od lat zastanawiają się czy nasza rodzima galaktyka, Droga Mleczna, jest miejscem szczególnym. Badanie Satellites Around Galactic Analogs (SAGA) dostarcza nowego wglądu w jej wyjątkowość po zakończeniu spisu 101 podobnych systemów satelitarnych.

Jak tłumaczą astronomowie, te „satelity” to mniejsze galaktyki, zarówno pod względem masy, jak i rozmiaru, które krążą wokół większej galaktyki, zwykle nazywanej galaktyką-gospodarzem. Podobnie jak w przypadku mniejszych satelitów krążących wokół Ziemi, te galaktyki satelitarne są przechwytywane przez przyciąganie grawitacyjne masywnej galaktyki macierzystej i otaczającej ją ciemnej materii.

Droga Mleczna jest galaktyką-gospodarzem kilku galaktyk satelitarnych, z których dwie największe to Wielki i Mały Obłok Magellana (LMC i SMC). Podczas gdy LMC i SMC są widoczne gołym okiem z południowej półkuli, istnieje wiele innych słabszych tego typu obiektów krążących wokół naszej galaktyki, które są możliwe do zaobserwowania tylko za pomocą dużego teleskopu.

Badanie SAGA miało na celu scharakteryzowanie systemów satelitarnych wokół innych galaktyk macierzystych, które mają podobną masę gwiazdową do Drogi Mlecznej, zostało opublikowane w serwisie arXiv.

W badaniu naukowcy wyróżnili 378 galaktyk satelitarnych zidentyfikowanych w 101 układach o masie Drogi Mlecznej. Liczba potwierdzonych „satelitów” w każdym systemie wahała się od zera do 13 – w porównaniu do czterech satelitów w Drodze Mlecznej. Podczas gdy liczba galaktyk satelitarnych w układzie naszej galaktyki jest na równi z innymi układami o jej masie.

„Droga Mleczna wydaje się być gospodarzem mniejszej liczby satelitów, gdy weźmie się pod uwagę istnienie LMC. Badanie SAGA wykazało, że układy z masywnym satelitą, takim jak LMC, mają tendencję do posiadania większej całkowitej liczby satelitów, a nasza Droga Mleczna wydaje się być wyjątkiem pod tym względem” – mówi Yao-Yuan Mao z University of Utah.

Wyjaśnieniem tej pozornej różnicy między Drogą Mleczną a układami SAGA jest zdaniem astronomów to, że Droga Mleczna nabyła LMC i SMC całkiem niedawno w porównaniu z wiekiem Wszechświata. Badanie SAGA wyjaśnia, że jeśli nasza galaktyka jest starszym, nieco mniej masywnym gospodarzem z niedawnym dodatkiem LMC i SMC, można by oczekiwać mniejszej liczby satelitów w jej systemie, nie licząc innych mniejszych satelitów, które mogły zostać przechwycone przez LMC i SMC.

Jak podkreślają naukowcy, wyniki te pokazują, jak ważne jest zrozumienie interakcji między galaktyką macierzystą a galaktykami satelitarnymi, zwłaszcza przy interpretacji tego, czego co wiadomo z obserwacji Drogi Mlecznej.

Badanie SAGA skupiało się również na tym, czy te galaktyki satelitarne nadal tworzą gwiazdy. Zrozumienie mechanizmów, które mogłyby zatrzymać formowanie się tych obiektów, w tych małych galaktykach jest ważnym zagadnieniem w dziedzinie ewolucji galaktyk.

Naukowcy odkryli na przykład, że galaktyki satelitarne znajdujące się bliżej swojej galaktyki macierzystej były bardziej narażone na „wygaszanie” lub tłumienie formowania się gwiazd. Sugeruje to, że czynniki środowiskowe pomagają kształtować cykl życia mniejszych obiektów.

Badanie SAGA posłużyło również do ulepszenia istniejących teoretycznych modeli formowania się galaktyk. Opierając się na liczbie wygasłych satelitów w tych układach o masie Drogi Mlecznej, model przewiduje, że wygasłe galaktyki powinny również istnieć w bardziej odizolowanych środowiskach – założenie to, powinno być możliwe do przetestowania w nadchodzących latach za pomocą innych badań astronomicznych, takich jak Dark Energy Spectroscopic Instrument Survey.

Emil Gołoś