Наш Чумацький Шлях досягнув своїх нинішніх розмірів частково завдяки поглинанню менших галактик. Тепер нові дані, отримані за допомогою космічного телескопа Hubble NASA, надають переконливі докази злиття карликової галактики з молодим Чумацьким Шляхом на найраніших етапах його еволюції. Це відкриття розширює наші знання про історію Галактики на 1,8 млрд років у минуле.
Історія формування Чумацького Шляху
Чумацький Шлях сьогодні — це масивна спіральна галактика, в якій містяться сотні мільярдів світил. Вона зростала завдяки утворенню нових зір із власних газових хмар та поглинанню світил, газу й темної матерії з інших галактик у результаті злиття. Про це повідомляє сайт phys.org.
Останнє масштабне злиття в історії нашої Галактики відбулося з карликовою галактикою Стрільця. Воно розпочалося понад 6 млрд років тому і триває донині. Оглядаючись у ще більш далеке минуле, дослідники з’ясували, що 10 млрд років тому Чумацький Шлях поглинув іншу карликову галактику під назвою Гая-Сосиска-Енцелад. Це давнє злиття суттєво вплинуло на структуру зоряного диска нашої Галактики. Між цими двома подіями відбувалися й інші, менші злиття.
Але історія Чумацького Шляху на цьому не завершується. Як спостереження, так і моделювання вказують на те, що цим двом злиттям передувало ще одне велике злиття, хоча подробиці цієї події досі є предметом жвавих дискусій. Тепер телескоп Hubble виявив переконливі докази більш раннього злиття, яке відбулося приблизно 11,8 млрд років тому, тобто всього через 2 млрд років після Великого вибуху.
Hubble заглядає в ранню історію нашої Галактики
Масштабні астрономічні обстеження та точні дані, отримані з космічних апаратів, зокрема місії Gaia Європейської космічної агенції (ЄКА), відіграли вирішальну роль у відтворенні історії нашої Галактики. Однак що далі в минуле намагаються зазирнути науковці, то складніше з’ясувати, що саме там відбувалося. Коли Чумацький Шлях був молодим, він був меншим і за розміром наближався до галактик, з якими взаємодіяв. Він також був набагато хаотичнішим, тож цілком можливо, що сліди давніх злиттів стерлися протягом мільярдів років.
Саме в це туманне минуле зазирнув Hubble. Дослідники використали його для вивчення кулястих скупчень Чумацького Шляху — величезних, приблизно сферичних утворень, що містять від десятків тисяч до кількох мільйонів зір. У них є одні з найстаріших світил нашої Галактики, тому кулясті скупчення можуть слугувати своєрідними космічними археологічними пам’ятками, зберігаючи сліди зір з інших галактик, які свого часу поглинув Чумацький Шлях.
«Завдяки знімкам з високою роздільною здатністю та глибоким оглядом, отриманим за допомогою телескопа Hubble, ми змогли визначити вік і вміст металів у цих скупченнях з безпрецедентною точністю, — зазначила К’яра Зербінаті, співавторка дослідження з Болонського університету в Італії. — У поєднанні з вимірами з місії Gaia це дозволило виділити популяцію кульових скупчень, що відрізняються від інших. Це скупчення, які утворилися в галактиці LKH, і вони дають нам уявлення про те, коли ця галактика була поглинена нашою, та про її масу».
Стародавні кулясті скупчення — сліди зниклої галактики
Команда проаналізувала дані спостережень телескопа Hubble за 39 кулястими скупченнями у внутрішній зоні нашої Галактики радіусом 20 000 світлових років, де мали б зберегтися сліди найдавніших злиттів. Науковці очікували, що ця вибірка міститиме як кулясті скупчення, що утворилися в молодому Чумацькому Шляху, так і ті, що були захоплені з карликової галактики Гая-Сосиска-Енцелад приблизно 10 млрд років тому.
Використовуючи високочутливі спостереження телескопа Hubble для визначення точного віку кожного скупчення та пов’язаної з ним металічності — вмісту елементів, важчих за гелій, — дослідники встановили існування третьої популяції кулястих скупчень у внутрішніх областях нашої Галактики. Команда виявила, що ці скупчення старші за групу, утворену в результаті злиття Гая-Сосиска-Енцелад, але молодші за ті, що утворилися в Чумацькому Шляху, незалежно від їхнього вмісту металів.
Це свідчить про те, що ці скупчення походять від окремого, ще давнішого злиття, під час якого Чумацький Шлях поглинув карликову галактику, маса зір якої становила близько 500 млн сонячних мас — значну частку маси нашої Галактики на той час. Дослідники назвали цю карликову галактику Low-energy-Kraken-Heracles, або LKH, на честь трьох попередніх наукових праць, автори яких висували гіпотезу про злиття на ранньому етапі історії нашої Галактики.
Наслідки для розуміння еволюції Чумацького Шляху
Таке масштабне злиття на такому ранньому етапі формування Чумацького Шляху має глибокі наслідки для еволюції нашої Галактики.
«У деяких попередніх дослідженнях стверджувалося, що найраніші етапи еволюції Чумацького Шляху визначалися зорями, що народилися виключно в нашій Галактиці, — зазначив Давіде Массарі, головний автор дослідження. — У цій роботі ми продемонстрували, що необхідно враховувати й зорі, що народилися в зовнішніх галактиках».
Команда планує продовжувати роботу з розшифрування історії Чумацького Шляху шляхом вивчення його кульових скупчень, прагнучи охарактеризувати всі масштабні злиття, які пережила наша Галактика впродовж космічної історії.
