Teleskop Gaia wskazuje, że ostatnia galaktyczna kolizja Drogi Mlecznej wydarzyła się wcześniej niż zakładano

Droga Mleczna zderzyła się z wieloma innymi galaktykami w ciągu swojego życia. Należący do ESA teleskop Gaia ujawnił, że ostatnie z tych zderzeń miało miejsce miliardy lat wcześniej, niż sądzono.

Jak tłumacza badacze z ESA, Droga Mleczna rozrastała się z biegiem czasu, gdy inne galaktyki zbliżały się i zderzały się z nią, były rozrywane i pochłaniane przez naszą galaktykę. Każde zderzenie wywołało zmarszczki, które wciąż falują w różnych grupach gwiazd, wpływając na ich ruch i zachowanie w przestrzeni.

Jednym z celów misji Gaia jest odkrycie historii galaktyki Drogi Mlecznej poprzez badanie tych zmarszczek – wskazując pozycje i ruchy ponad 100 tysięcy gwiazd w pobliżu Słońca, co stanowi niewielki ułamek z około 2 miliardów obserwowanych obiektów. Nowe badanie zostało opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Z wiekiem stajemy się coraz bardziej pomarszczeni, ale nasza praca pokazuje, że w przypadku Drogi Mlecznej jest odwrotnie. Nasza galaktyka z czasem wyrównywała się. Patrząc na to, jak te zmarszczki rozpraszają się w czasie, możemy prześledzić, kiedy Droga Mleczna doświadczyła ostatniego dużego zderzenia – i okazuje się, że stało się to miliardy lat wcześniej, niż myśleliśmy” – mówi Thomas Donlon z Rensselaer Polytechnic Institute i University of Alabama w Huntsville w USA.

Te galaktyczne zmarszczki zostały odkryte przez Gaię dopiero w 2018 roku. Jak wskazują astronomowie, badanie to jest pierwszym, które dokładnie określiło czas kolizji, która spowodowała zmarszczki, porównując obserwacje z symulacjami kosmologicznymi.

Halo Drogi Mlecznej zawiera dużą grupę gwiazd o nietypowych orbitach, z których wiele zdaniem naukowców, zostało przejęte przez naszą galaktykę podczas wydarzenia, które astronomowie nazywają „ostatnią dużą fuzją”. Jak tłumaczą, był to ostatni raz, gdy Droga Mleczna doświadczyła znaczącej kolizji z inną galaktyką – badacze przypuszczają, że była to masywna galaktyka karłowata, która zalała naszą gwiazdami przechodzącymi bardzo blisko centrum.

Naukowcy datowali tę fuzję na okres między 8 a 11 miliardów lat temu, kiedy Droga Mleczna była bardzo młoda, jest ona znana jako Gaia-Sausage-Enceladus (GSE). Jednak dane z Gaia – opublikowane jako część Data Release 3 teleskopu w 2022 r. – sugerują, że inna fuzja mogła doprowadzić do powstania gwiazd poruszających się w niezwykły sposób.

„Aby zmarszczki gwiazd były tak wyraźne, jak pojawiają się w danych Gaia, musiały one dołączyć do nas mniej niż 3 miliardy lat temu – co najmniej 5 miliardów lat później niż wcześniej sądzono. Nowe zmarszczki gwiazd tworzą się za każdym razem, gdy krążą one tam i z powrotem przez centrum Drogi Mlecznej. Gdyby dołączyły do nas 8 miliardów lat temu, byłoby tak wiele zmarszczek tuż obok siebie, że nie widzielibyśmy ich już jako oddzielnych cech” – wskazuje Heidi Jo Newberg z Rensselaer Polytechnic Institute.

Odkrycie sugeruje zdaniem badaczy, że zamiast tych gwiazd pochodzących ze starożytnego połączenia GSE, musiały one pochodzić z nowszego wydarzenia zwanego – Virgo Radial Merger, które miało miejsce mniej niż 3 miliardy lat temu.

Astronomowie zidentyfikowali zmarszczki gwiazd w Drodze Mlecznej i porównali je z symulacjami różnych możliwych fuzji.

„Możemy zobaczyć, jak kształty i liczba zmarszczek zmieniają się w czasie dzięki tym symulacjom fuzji. Pozwala nam to dokładnie określić czas, w którym symulacja najlepiej pasuje do tego, co widzimy w rzeczywistych danych Gaia Drogi Mlecznej. W ten sposób odkryliśmy, że zmarszczki zostały prawdopodobnie spowodowane przez galaktykę karłowatą zderzającą się z Drogą Mleczną około 2,7 miliarda lat temu. Wydarzenie to nazwaliśmy Virgo Radial Merger” – mówi Thomas.

Naukowcy udoskonalali koncepcję, że wiele dziwnie poruszających się gwiazd i zanieczyszczeń w wewnętrznym halo Drogi Mlecznej zostało dostarczonych do naszej galaktyki w wyniku znacznie bliższego zderzenia galaktyk niż GSE. Wyjaśnili również, że gwiazdy pierwotnie związane z GSE mogły powstać w wyniku wielu fuzji, niektórych starożytnych.

„Historia Drogi Mlecznej jest obecnie nieustannie pisana na nowo, w dużej mierze dzięki nowym danym z Gaia. Nasz obraz przeszłości Drogi Mlecznej zmienił się diametralnie nawet dekadę temu i myślę, że nasze zrozumienie tych fuzji będzie się nadal szybko zmieniać. Ten wynik, że duża część Drogi Mlecznej dołączyła do nas dopiero w ciągu ostatnich kilku miliardów lat – jest dużą zmianą w stosunku do tego, co astronomowie uważali do tej pory. Wiele popularnych modeli i koncepcji dotyczących rozwoju Drogi Mlecznej zakłada, że niedawne zderzenie czołowe z galaktyką karłowatą o takiej masie jest bardzo rzadkie” – podsumowuje Thomas.

Emil Gołoś