Новые данные, полученные с помощью Космического телескопа Хаббл от NASA, предоставили окончательные доказательства того, что карликовая галактика столкнулась и слилась с Млечным Путем, когда наша галактика находилась на ранних стадиях эволюции.
Это слияние произошло около 11,8 миллиардов лет назад, примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва. Данное открытие позволяет скорректировать представления об истории крупных слияний, которые способствовали формированию Млечного Пути, отодвигая знание на 1,8 миллиарда лет назад.
В настоящее время Млечный Путь представляет собой огромную спиральную галактику, содержащую сотни миллиардов звезд. Однако он не всегда имел такой размер; наша галактика увеличивалась как за счет образования новых звезд из газовых облаков, так и за счет поглощения звезд, газа и темной материи из других галактик в ходе процессов слияния.
Последнее крупномасштабное слияние в истории Млечного Пути произошло с карликовой галактикой Скорпиона. Этот процесс начался более шести миллиардов лет назад и продолжается до сих пор.
Исследуя еще более ранние периоды, исследователи уже обнаружили, что Млечный Путь поглотил другую карликовую галактику, известную как Gaia-Sausage-Enceladus, около десяти миллиардов лет назад. Это древнее слияние оказало значительное влияние на структуру диска звезд нашей галактики.
Между этими событиями происходили другие, меньшие слияния. Тем не менее, наблюдения и симуляции указывали на то, что перед этими двумя произошла еще одна крупная вспышка слияния, хотя детали этого эпизода вызывали интенсивные споры среди ученых. Теперь Хаббл нашел неопровержимые доказательства этого более раннего слияния.
Крупномасштабные астрономические обзоры и высокоточные данные, полученные космическими миссиями, такими как Gaia от Европейского космического агентства (ESA), также сыграли решающую роль в реконструкции истории нашей галактики. Чем дальше в прошлое пытаются исследовать ученые, тем сложнее становится точно определить, что именно произошло. Когда Млечный Путь был молодым, он был меньше и имел размеры, более близкие к галактикам, с которыми он сталкивался. Именно в этом малоизвестном прошлом Хаббл смог провести исследование.
Детали анализа скоплений
Команда проанализировала снимки Хаббла 39 шаровых скоплений, расположенных в пределах 20 тысяч световых лет от центра Млечного Пути. Именно в этой области должны сохраниться следы самых древних слияний нашей галактики.
Исследователи ожидали обнаружить в этой выборке как скопления, сформированные внутри самой молодой Млечного Пути, так и структуры, поглощенные во время слияния с Gaia-Sausage-Enceladus около десяти миллиардов лет назад. Благодаря чувствительным наблюдениям Хаббла ученые смогли с высокой точностью определить возраст и металличность каждого скопления. В астрономии металличность относится к распространенности элементов тяжелее гелия.
Сочетая эту информацию с измерениями миссии Gaia, команде удалось идентифицировать третью популяцию шаровых скоплений во внутренних областях Млечного Пути. Как заявила Чиара Цербинати, соавтор исследования и исследователь из Болонского университета: «Благодаря высокой разрешающей способности и глубине изображений Хаббла мы смогли измерить возраст и содержание металлов этих скоплений с беспрецедентной точностью».
Она продолжила: «В сочетании с измерениями Gaia это позволило отличить популяцию шаровых скоплений от остальных. Это те скопления, которые родились в LKH и рассказывают нам, когда эта галактика была поглощена нашей и какова была ее масса».
Идентифицированные скопления оказались старше тех, что были поглощены в результате слияния с Gaia-Sausage-Enceladus, но моложе скоплений, образовавшихся внутри самой Млечного Пути. Возраст и химический состав указывают на то, что они пришли в результате другого, еще более древнего слияния, в ходе которого Млечный Путь поглотил карликовую галактику LKH.
Обнаружение такого масштабного слияния на столь ранней стадии формирования Млечного Пути имеет важное значение для понимания эволюции нашей галактики. Некоторые предыдущие исследования утверждали, что самые ранние этапы эволюции Млечного Пути определялись исключительно звездами, родившимися внутри самой галактики. Массари отметил: «Некоторые предыдущие исследования утверждали, что первые фазы эволюции нашей галактики определялись только звездами, родившимися внутри нее». Он добавил: «Здесь мы показываем, что звезды, рожденные во внешних галактиках, также необходимо учитывать».
Команда планирует продолжать изучение шаровых скоплений Млечного Пути для восстановления его истории и выявления всех крупных слияний, произошедших на протяжении эволюции галактики. Фернандо Агуадо-Агелет, соавтор исследования и исследователь из Университета Виго и Университета Ла-Лагуна (Испания), заявил: «Хаббл наблюдает шаровые скопления, которые никогда ранее не изучались, и это поможет нам охарактеризовать события слияния, произошедшие в очень древние периоды истории Млечного Пути».
Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy в этот понедельник (17). Информация о том, что Хаббл обнаружил галактику, слившуюся с Млечным Путем 11,8 миллиардов лет назад, впервые появилась в Olhar Digital.