Droga Mleczna, jaką znamy dzisiaj, została ukształtowana przez zderzenie z galaktyką karłowatą około 10 miliardów lat temu. Jednak większość współczesnej galaktyki istniała już w tak wczesnym okresie, jak pokazują nowe badania.
Wiek gwiazd pozostawionych przez galaktycznego intruza jest nieco młodszy lub dorównuje gwiazdom na głównym dysku Drogi Mlecznej – donoszą naukowcy 17 maja w Nature Astronomy. A to może oznaczać, że Droga Mleczna rosła szybciej, niż oczekiwali astronomowie, mówi autor badania Ted Mackereth, astrofizyk z University of Toronto.
„Droga Mleczna bardzo się rozwinęła, zanim doszło do tej wielkiej fuzji” – mówi.
Historia naszej galaktyki to historia gwałtownych podbojów. Podobnie jak inne gigantyczne galaktyki spiralne we Wszechświecie, Droga Mleczna prawdopodobnie zwiększyła swoją masę, zderzając się i łącząc z mniejszymi galaktykami. Gwiazdy z niefortunnie pożartych galaktyk wmieszały się w Drogę Mleczną jak śmietanka do kawy, co utrudniało ustalenie, jak wyglądały galaktyki, zanim się połączyły.
W 2018 roku astronomowie zdali sobie sprawę, że mogą zidentyfikować gwiazdy z ostatniej większej fuzji, korzystając ze szczegółowych map kilku milionów gwiazd ze statku kosmicznego Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej. Strumienie gwiazd krążą wokół centrum galaktyki pod kątem do głównego dysku gwiazd. Ruchy i chemia tych gwiazd sugerują, że kiedyś należały do oddzielnej galaktyki, która zanurzyła się w Drodze Mlecznej około 10 miliardów lat temu.
„Te gwiazdy pozostają tam jak skamieniałe pozostałości galaktyki” – mówi Mackereth.
Mniej więcej w tym samym czasie dwie grupy odkryły dowody na istnienie starożytnej galaktyki. Jedna zwana galaktyką Gaia-Enceladus; druga grupa nazwała to Sausage. Nazwa, która się przyjęła, to Gaia-Enceladus / Sausage.
Mackereth i jego koledzy zastanawiali się, czy mogliby dowiedzieć się, jak dobrze rozwinięta była Droga Mleczna, kiedy pojawiła się Gaia-Enceladus / Sausage. Jeśli najstarsze gwiazdy w dysku Drogi Mlecznej powstały po tym połączeniu, prawdopodobnie powstały w wyniku tego zderzenie, co sugeruje, że Gaia-Enceladus / Sausage spotkała proto-Drogę Mleczną, która wciąż się rozwijała. Z drugiej strony, jeśli najstarsze gwiazdy są mniej więcej w tym samym wieku lub starsze niż gwiazdy z galaktycznego intruza, to nasza galaktyka była prawdopodobnie całkiem dobrze rozwinięta w czasie starcia.
Poprzedni badacze dokonali szacunków. Ale Mackereth i jego koledzy użyli precyzyjnego narzędzia zwanego asterosejsmologią, aby obliczyć wiek poszczególnych gwiazd zarówno z Drogi Mlecznej, jak iz Gaia-Enceladus / Sausage. Tak jak sejsmolodzy na Ziemi wykorzystują trzęsienia ziemi do badania wnętrza naszej planety, tak asterosejsmolodzy wykorzystują zmiany jasności spowodowane trzęsieniami gwiazd i innymi oscylacjami do badania wnętrzności.
„Asterosejsmologia to jedyny sposób, w jaki mamy dostęp do wewnętrznej części gwiazd” – mówi fizyk i współautorka badań Josefina Montalbán z University of Birmingham w Anglii. Na podstawie informacji o wewnętrznych strukturach gwiazdy naukowcy mogą wydedukować wiek gwiazd.
Zespół wybrał około 95 gwiazd, które zostały zaobserwowane przez teleskop kosmiczny Kepler łowiący egzoplanety NASA, który zakończył swoją misję w 2018 roku. Sześć z tych gwiazd pochodziło z Gaia-Enceladus / Sausage, a reszta z grubego dysku Drogi Mlecznej. Mierząc, jak jasność tych gwiazd migotała w czasie, Mackereth i współpracownicy wywnioskowali wiek z około 11-procentową dokładnością.
Zespół odkrył, że gwiazdy Gaia-Enceladus / Sausage są nieco młodsze niż gwiazdy Drogi Mlecznej, ale wszystkie miały blisko 10 miliardów lat. To sugeruje, że duży fragment dysku Drogi Mlecznej był już na swoim miejscu, gdy Gaja-Enceladus / Kiełbasa się rozbiła. Nadal jest jednak możliwe, że nadchodząca galaktyka spowodowała powstanie kilku nowych gwiazd, mówi Mackereth.
Pomiar wieku poszczególnych gwiazd to krok naprzód w astronomii galaktycznej – mówi astrofizyk Tomás Ruiz-Lara z Uniwersytetu w Groningen w Holandii, który bada ewolucję galaktyki, ale nie był zaangażowany w owe badania.
„Jeśli nie możesz odróżnić dziecka od nastolatka i osoby dorosłej, nie możemy nic powiedzieć o populacji ludzi”, mówi Ruiz-Lara. „Ale jeśli potrafisz rozróżnić kogoś po czterdziestce lub pięćdziesiątce, masz lepszy wykres społeczeństwa. Z gwiazdami jest tak samo. Jeśli potrafimy właściwie rozróżnić wiek, możemy wyróżnić poszczególne wydarzenia w historii galaktyki. W końcu taki jest cel ”.
