Древнее столкновение с другой галактикой изменило Млечный Путь

Фото из открытых источников

Космический телескоп «Хаббл» обнаружил свидетельства того, что 11,8 миллиарда лет назад наша галактика пережила значительное столкновение и слияние с карликовой галактикой, которая имела собственные шаровые скопления

Слияния галактик — один из основных способов их роста. Однако, хотя мы можем наблюдать слияния в других галактиках, для понимания истории нашей галактики Млечный Путь требуется кропотливая исследовательская работа. Даже сейчас эта история известна лишь частично.

«Наш дом — это галактика Млечный Путь, но мы не знаем, как был построен наш дом», — сказал ведущий автор опубликованного в журнале Nature Astronomy исследования Давид Массари из Болонской астрофизической и космической обсерватории в Италии. «В этой статье мы выяснили, откуда взялась первая значительная партия кирпичей: из карликовой галактики, которую мы называем LKH».

Аббревиатура LKH расшифровывается как Low-energy–Kraken–Heracles (низкоэнергетический Кракен–Геракл), что является неясной отсылкой к трем более ранним научным работам, в которых рассматривалась идея слияний галактик на ранних этапах их истории.

В последние годы стало известно еще об одном значительном слиянии — столкновении с галактикой, известной как Гайя-Сосиски-Энцелад (GSE), произошедшем около 10 миллиардов лет назад. В GSE существовало собственное семейство шаровых звездных скоплений, которые во время столкновения объединились с шаровыми скоплениями Млечного Пути.

Теперь команда Массари обнаружила третью популяцию шаровых скоплений, которые, по-видимому, не являются исконными для Млечного пути и не принадлежали к галактике GSE. Вместо этого, они, похоже, появились там 11,8 миллиарда лет назад, то есть до слияния галактик GSE.

«Благодаря высокому разрешению и глубине изображения, полученного с помощью телескопа «Хаббл», мы смогли измерить возраст и содержание металлов в этих скоплениях с беспрецедентной точностью», — говорит соавтор статьи Кьяра Зербинати из Болонского университета. 

Металлы — это астрономический термин для обозначения элементов тяжелее водорода и гелия, образовавшихся во время Большого взрыва, поэтому к ним относятся такие элементы, как кислород и углерод, а также железо и алюминий.

«В сочетании с измерениями, полученными в рамках миссии Gaia Европейского космического агентства, это позволило выделить популяцию шаровых скоплений, отличающихся от остальных», — объясняет Зербинати. «Это скопления, которые образовались в LKH, и они рассказывают нам, когда эта галактика была поглощена нашей и насколько массивной она была».

На основе количества и массы импортированных шаровых скоплений команда подсчитала, что общая масса LKH составляла 500 миллионов масс нашего Солнца. Это лишь немного больше массы карликовой галактики Стрельца (приблизительно 400 миллионов солнечных масс), которую в настоящее время поглощает Млечный Путь, и на порядок меньше массы Малого Магелланова Облака. Однако 11,8 миллиарда лет назад, всего через два миллиарда лет после Большого взрыва, наша галактика Млечный Путь была намного меньше, и LKH внесла бы значительный вклад в массу Млечного Пути, в виде звезд, газа и темной материи.

Открытие слияния добавляет важное новое событие в историю Млечного Пути, которое, несомненно, повлияло на эволюцию нашей галактики. Например, столкновение могло спровоцировать новый всплеск звездообразования, способствуя росту Млечного Пути, в то время как химический состав звезд из LKH повлиял на общую химическую эволюцию Млечного Пути, поскольку эти звезды умирали и передавали свои остатки в межзвездную среду, чтобы возродиться в новых звездах.

«В некоторых предыдущих исследованиях утверждалось, что самые ранние этапы эволюции нашей галактики определялись звездами, родившимися только в нашей галактике», — пояснил Массари. «Здесь мы показали, что необходимо учитывать и звезды, родившиеся во внешних галактиках».