Галактическое столкновение вызвало грандиозный звездный фейерверк в Млечном пути

Фото из открытых источников

Новое исследование, проведенное учеными из Института космических наук Барселонского университета (ICCUB) и Института космических исследований Каталонии (IEEC), показывает, как диски таких галактик, как Млечный Путь, подвергаются воздействию древних столкновений галактик.

В исследовании, опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, с помощью моделирования анализируется, как столкновения галактик могут полностью или частично разрушать звездные диски. Вместе с данными наблюдений за звездными скоплениями авторы используют это исследование для улучшения прогнозов относительно времени последнего значительного столкновения галактик в Млечном пути.

Диск Млечного Пути — это огромная, вращающаяся, блинообразная система звёзд с спиральными рукавами, расходящимися от центра. Этот диск содержит большинство звёзд галактики, включая Солнце, и вращается со скоростью более 220 километров в секунду.

Долгое время астрономы пытались определить, когда сформировался этот вращающийся диск. Ключевая подсказка кроется в движении и возрасте звёзд: на каком-то этапе ранней истории галактики звёзды начали двигаться согласованно, вращаясь по определённой траектории, что учёные называют временем «вращения» галактики.

Однако Млечный Путь не сформировался в изоляции. На протяжении десятилетий ученые подозревали, что мощное столкновение с меньшей галактикой сыграло важную роль в формировании Млечного Пути в том виде, в котором мы наблюдаем его сегодня. Это подозрение подтвердилось в 2018 году, когда данные миссии Gaia выявили большую популяцию звезд, необычное движение которых можно было объяснить только масштабным слиянием, произошедшим около десяти миллиардов лет назад. Это событие теперь известно как слияние Gaia-Sausage-Enceladus (GSE).

Исследование переписывает историю Млечного пути и показывает, как столкновения между галактиками могут разрушать звёздные диски.

В этом исследовании для изучения того, как формируются вращающиеся диски при различных сценариях, используются симуляции галактик, подобных Млечному пути (симуляции Auriga). Эти симуляции показывают, как галактики, подобные Млечному пути, реагируют на древние столкновения.

Исследование показывает, что вращающиеся звёздные диски часто формировались гораздо раньше, чем считалось ранее, но могут быть частично или полностью разрушены в результате крупных галактических столкновений. В результате момент, когда диск Млечного Пути, по-видимому, начинает вращаться, не может отражать момент его первоначального формирования, а скорее момент восстановления галактики после разрушительного слияния.

На основе результатов этих моделирований авторы делают вывод, что слияние галактик Гайя-Сосиска-Энцелад, вероятно, произошло около 11 миллиардов лет назад, раньше, чем указывали многие предыдущие оценки. Важно отметить, что это совпадает по времени с резким увеличением образования звёздных скоплений в Млечном пути. Эти вспышки звёздообразования являются естественным следствием столкновений галактик, которые сжимают газ и запускают интенсивное звёздообразование.

«Модели слияния Гайи, Сосиски и Энцелада предсказывают, что после столкновения должен был последовать настоящий галактический фейерверк, который бы усилил звездообразование и способствовал формированию шаровых скоплений. Это первый случай, когда была установлена такая связь», — говорит соавтор Шервин Ф.П. Лапорт из Французского национального центра научных исследований (CNRS).

«Это исследование подчеркивает важную взаимосвязь между структурой галактики и древними столкновениями, которую необходимо понимать в совокупности, чтобы осмыслить историю нашей галактики», — добавляет Мэтью Д. А. Оркни из ICCUB и IEEC.

Ученые не могут отправиться в прошлое, чтобы наблюдать за Млечным путем в его молодости, но они могут наблюдать за формированием подобных галактик в далекой Вселенной, используя новые данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решетки (ALMA), мощного радиотелескопа.