Млечный Путь уже рос за счёт столкновений, когда возраст Вселенной составлял лишь около двух миллиардов лет. Новые наблюдения, сделанные с помощью космического телескопа NASA/ESA «Хаббл», показывают, что молодой Млечный Путь поглотил карликовую галактику примерно 11,8 миллиарда лет назад. Это отодвигает известную историю слияний нашей Галактики дальше в прошлое, чем считалось ранее.
Поглощённая галактика получила название Low-energy-Kraken-Heracles, или LKH. Самого столкновения исследователи не видели. Вместо этого они обнаружили его следы в старейших звёздных скоплениях, обращающихся во внутренней области Млечного Пути. Эти скопления до сих пор несут химические и возрастные признаки галактики, которая их сюда принесла.
Шаровые скопления как космическая археология
Шаровые скопления — это плотные, почти сферические группы, содержащие от десятков тысяч до миллионов звёзд. Многие из них относятся к самым старым звёздным системам Млечного Пути. Поскольку они могут существовать миллиарды лет, то служат своего рода археологическими памятниками в космосе: их звёзды сохраняют информацию о среде, в которой они сформировались.
Команда использовала наблюдения «Хаббла» за 39 шаровыми скоплениями в пределах внутренних 20 тысяч световых лет Галактики. Снимки телескопа были объединены с измерениями миссии Gaia Европейского космического агентства. Цель состояла в том, чтобы сравнить возраст скоплений и их металличность — количество элементов тяжелее водорода и гелия в звёздах.
Обнаружившаяся картина выявила три популяции. Одна сформировалась в самом молодом Млечном Пути. Вторая совпала со звёздами, принесёнными слиянием Gaia-Sausage-Enceladus около 10 миллиардов лет назад. Третья группа оказалась старше популяции Gaia-Sausage-Enceladus, но моложе скоплений, родившихся в Млечном Пути. Её возраст и химический состав указывают на ещё более раннее столкновение.
Карликовая галактика с полумиллиардом солнечных масс звёзд
Исследователи оценивают, что LKH содержала примерно 500 миллионов масс Солнца в виде звёзд. Для того времени это была существенная часть массы молодого Млечного Пути. Столкновение произошло около 11,8 миллиарда лет назад — примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва.
Оценка получена путём сопоставления возраста и химического состава скоплений с моделями роста карликовых галактик. Карликовая галактика мала по сравнению с Млечным Путём, но всё же может нести сотни миллионов звёзд и крупное гало тёмной материи. Когда такую систему разрывает приливными силами, её звёзды рассеиваются по большей галактике, а самые плотные скопления остаются различимыми на протяжении миллиардов лет.
Результат уходит в прошлое дальше, чем ранее признанные крупные слияния в истории Млечного Пути. Карликовая галактика Стрельца поглощается до сих пор, а Gaia-Sausage-Enceladus слилась с Млечным Путём около 10 миллиардов лет назад. Новые данные помещают LKH раньше обоих событий.
Эта ранняя дата важна, потому что в молодости Млечный Путь был значительно меньше и хаотичнее. Столкновения могли перестраивать галактический диск, добавлять новые звёзды и тёмную материю, а также возмущать орбиты уже существовавших объектов. Слияние с LKH, таким образом, относится к периоду, когда базовая структура нашей Галактики ещё только формировалась.
Скопления не сохраняют чёткой границы исчезнувшей карликовой галактики. Её звёзды были перемешаны во внутреннем гало Млечного Пути, а более поздние взаимодействия частично смешали их со звёздами, родившимися здесь. Остался статистический след: скопления со сходным возрастом, химией и орбитами, которые соответствуют общему происхождению. Именно поэтому результат опирается на сравнение многих скоплений, а не на выделение одного эффектного объекта.
Почему это слияние важно
Астрономы давно подозревали, что раннее слияние помогло построить Млечный Путь, но его следы было трудно отделить от более поздних событий. По мере эволюции Галактики часть самых явных признаков оказалась перемешана с диском и гало. Шаровые скопления оказались полезны именно потому, что сохранили собственную историю, вращаясь внутри более крупной галактики.
Анализ команды показывает, что при реконструкции самых ранних этапов жизни Млечного Пути необходимо учитывать звёзды, родившиеся за его пределами. Первые крупные строительные блоки Галактики не все сформировались в одном месте. Некоторые прибыли в составе карликовой галактики, которая позже была поглощена, принеся с собой свои звёзды и химическую историю.
Исследователи планируют изучить дополнительные шаровые скопления, в том числе группы, которые «Хаббл» ещё не рассматривал подробно. Такие наблюдения могли бы выявить другие древние слияния и помочь определить, какая часть внутренней структуры Млечного Пути пришла из внешних галактик. Уже известные скопления показывают: Галактика, которую мы видим сегодня, была собрана из нескольких меньших систем, и некоторые из этих частей до сих пор обращаются внутри неё.
Источники:
Статья основана на результатах наблюдений космического телескопа NASA/ESA «Хаббл» и данных миссии Gaia Европейского космического агентства. Использованы материалы исследования шаровых скоплений внутренней области Млечного Пути и модели роста карликовых галактик, на основе которых была выделена популяция звёзд, связанная с галактикой Low-energy-Kraken-Heracles.
Ваш комментарий