Novi podaci s NASA-inog svemirskog teleskopa Hubble donose konačne dokaze o ranom spajanju Mliječne staze s patuljastom galaksijom u najranijim fazama njezine evolucije. Ovo otkriće produbljuje naše znanje o povijesti naše galaksije za čak 1.8 milijardi godina u prošlost.
Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Nature Astronomy.
Kako je Mliječna Staza rasla?
Naša matična galaksija, Mliječna staza, do svoje je današnje veličine narasla djelomično gutajući manje galaksije. Razvijala se formiranjem novih zvijezda iz plinskih oblaka, ali i prikupljanjem zvijezda, plina i tamne tvari iz drugih galaksija kroz procese spajanja.
Najnovije masivno spajanje u povijesti naše galaksije dogodilo se s patuljastom galaksijom Strijelac, započevši prije više od 6 milijardi godina i još uvijek traje. Još dublje u prošlost, istraživači su otkrili da je Mliječna staza prije 10 milijardi godina progutala patuljastu galaksiju Gaia-Sausage-Enceladus, što je značajno utjecalo na strukturu diska zvijezda naše galaksije.
Hubbleovo Otkriće Drevnog Spajanja Mliječne Staze
Iako su simulacije i promatranja ukazivali na još jedno veliko spajanje Mliječne staze koje je prethodilo ovima, detalji su bili predmet rasprave. Sada je Hubble otkrio konačne dokaze o ranijem spajanju koje se dogodilo prije otprilike 11.8 milijardi godina, samo 2 milijarde godina nakon Velikog praska.
„Naš dom je galaksija Mliječna staza, ali ne znamo kako je naša kuća izgrađena“, rekao je Davide Massari, glavni autor istraživanja sa Zvjezdarnice za astrofiziku i svemirske znanosti u Bologni, Italija. „U ovom radu otkrivamo odakle je došla prva značajna skupina ‘opeka’: patuljasta galaksija koju nazivamo LKH.“
Zvjezdani skupovi kao „kozmička arheološka nalazišta“
Ogromna astronomska istraživanja i precizni podaci iz svemirskih letjelica poput misije Gaia Europske svemirske agencije (ESA) bili su ključni u sastavljanju povijesti naše galaksije. Što se znanstvenici više trude zagledati u daleku prošlost, to je teže utvrditi što se dogodilo. Kada je naša galaksija bila mlada, bila je manja i mnogo bliže veličini galaksijama s kojima se sudarala, a znakovi spajanja mogli su biti izbrisani tijekom milijardi godina.
Upravo u tu mutnu prošlost je Hubble zavirio. Istraživači su koristili Hubble za proučavanje nekih kuglastih zvjezdanih skupova Mliječne staze: golemih, približno sfernih skupova od desetaka tisuća do nekoliko milijuna zvijezda. Kuglasti skupovi sadrže neke od najstarijih zvijezda u našoj galaksiji i mogu djelovati kao kozmička arheološka nalazišta koja čuvaju zvijezde iz drugih galaksija koje je Mliječna staza prikupila.
„Zahvaljujući visokoj rezoluciji i dubini Hubbleovih snimaka, mogli smo izmjeriti starost i sadržaj metala ovih skupova s neviđenom preciznošću“, rekla je Chiara Zerbinati, koautorica studije sa Sveučilišta u Bologni, Italija. „U kombinaciji s mjerenjima iz misije Gaia, to je omogućilo razlikovanje populacije kuglastih skupova koji se razlikuju od ostalih. To su skupovi koji su rođeni u LKH-u i govore nam kada je tu galaksiju progutala naša, i koliko je bila masivna.“
Tim je analizirao Hubbleova promatranja 39 kuglastih skupova unutar 20.000 svjetlosnih godina od središta naše galaksije, gdje bi dokazi o najstarijim spajanjima trebali biti sačuvani. Očekivali su da će ovaj uzorak sadržavati kuglaste skupove koji su nastali unutar mlade Mliječne staze, kao i one prikupljene iz patuljaste galaksije Gaia-Sausage-Enceladus prije otprilike 10 milijardi godina.
Koristeći Hubbleova osjetljiva promatranja za određivanje precizne starosti svakog skupa i pripadajuće metalnosti – obilja elemenata težih od helija – utvrdili su postojanje treće populacije kuglastih skupova u unutarnjim regijama naše galaksije. Tim je otkrio da su ti skupovi stariji od grupe prikupljene u spajanju Gaia-Sausage-Enceladus, ali mlađi od onih rođenih u Mliječnoj stazi, bez obzira na njihov sadržaj metala. Ovi skupovi stoga potječu iz zasebnog i još ranijeg spajanja:
- Mliječna staza je apsorbirala patuljastu galaksiju koja je sadržavala otprilike 500 milijuna puta veću masu od Sunca u zvijezdama.
- Ova je masa predstavljala značajan dio mase naše galaksije u to vrijeme.
- Ovoj patuljastoj galaksiji dali su ime Low-energy-Kraken-Heracles, ili LKH, u čast tri ranija istraživačka rada koja su zagovarala ideju o spajanju rano u povijesti naše galaksije.
Ovako veliko spajanje tako rano u formiranju Mliječne staze ima duboke implikacije za evoluciju naše galaksije. „Neke prijašnje studije tvrdile su da su najranije faze evolucije naše galaksije bile definirane zvijezdama rođenim samo u našoj galaksiji“, kaže Massari. „Ovdje smo pokazali da se moraju uzeti u obzir i zvijezde rođene u vanjskim galaksijama.“
Tim planira nastaviti s radom na razotkrivanju povijesti Mliječne staze proučavanjem njezinih kuglastih skupova, s ciljem karakterizacije svih masivnih spajanja koja je naša galaksija doživjela tijekom kozmičke povijesti.
„Hubble promatra kuglaste skupove koji nikada prije nisu proučavani, a to će nam pomoći da karakteriziramo događaje spajanja koji su daleko u prošlosti povijesti Mliječne staze“, rekao je Fernando Aguado-Agelet, koautor sa Sveučilišta Vigo i Sveučilišta La Laguna u Španjolskoj.
Svemirski teleskop Hubble radi više od tri desetljeća i nastavlja s revolucionarnim otkrićima koja oblikuju naše temeljno razumijevanje svemira. Hubble je projekt međunarodne suradnje između NASA-e i ESA-e (Europske svemirske agencije).
