Астрономы реконструировали историю слияния Млечного Пути и обнаружили, что наша галактика поглотила пять больших спутниковых галактик за последние 12 миллиардов лет.
Наша галактика стара, почти столько же лет, как сама Вселенная. Но это не началось как спираль из звезд вокруг середины в форме арахиса. Со временем он рос, накапливая звезды в результате столкновений с другими галактиками и формируя звезды из притока газа.
Соединение воедино деталей этой истории - главная цель астрономов, и Дидерик Круйссен (Гейдельбергский университет, Германия и Гарвард) и его коллеги предложили одну версию этой истории, которая теперь опубликована в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества (препринт). доступна здесь).
БОЛЬШАЯ ПЯТЬ
Чтобы заглянуть в прошлое, Крюйссен и его коллеги исследовали шаровые скопления. Эти древние шары из плотно упакованных звезд были пешками истории, сопровождая галактики-спутники, когда они были включены в Млечный Путь. Сейчас они в основном вращаются вокруг диска нашей галактики в звездном гало. Астрономам известно не менее 150 из них.
Многие шаровые скопления образовались прямо там, где они есть, но орбиты некоторых из них предполагают, что они пришельцы в чужой стране. В этих скоплениях не так много элементов тяжелее водорода и гелия, известных астрономам как металлы, что указывает на их происхождение в меньших галактиках, а не в более крупном и обогащенном металлами Млечном Пути.
Чтобы понять, откуда и когда появились эти шаровые скопления, команда Крюйссена использовала набор увеличенных космологических моделей под названием E-MOSAICS. Эти симуляции показывают эволюцию галактик, подобных Млечному Пути, когда они поглощают меньшие галактики, поглощая их шаровые скопления.
«Сборка галактик - чрезвычайно запутанный процесс, во время которого орбиты шаровых скоплений полностью меняются, - объясняет Круйссен. «Чтобы понять сложную систему, которая осталась сегодня, мы решили использовать искусственный интеллект».
Крюйссен и его коллеги обучили искусственную нейронную сеть E-MOSAICS, научив ее связывать свойства шаровых скоплений и их галактику происхождения. Результат - история самых значительных слияний с другими галактиками:
- Сначала появилась галактика, шутливо прозванная «Кракен», которая столкнулась с нашей галактикой около 11 миллиардов лет назад. Хотя это и не был самый массивный спутник, с которым встречался Млечный Путь, он был самым значительным по массе нашей галактики в то время. Он внес в Млечный Путь как минимум 13 шаровых скоплений.
- · Миллиард лет спустя появилась галактика поменьше, остатки которой представляли собой звездный ручей, получивший название «потоки Хельми»; он принес с собой по крайней мере пять шаровых скоплений.
- · Еще две небольшие галактики быстро присоединились к нашей, получившие название «Секвойя» и «Гайя-Энцелад», в сопровождении по крайней мере трех и по крайней мере 20 шаровых скоплений соответственно.
- · Самым последним приобретением стал карлик Стрельца, который присоединился к нам 7 миллиардов лет назад. В дополнение к семи шаровым скоплениям, которые она принесла с собой, остатки галактики также видны как натянутые петли из звезд, вращающихся вокруг нашей галактики на почти полярных орбитах.
Раньше считалось, что Гайя-Энцелад является крупнейшим столкновением. «Однако слияние с Kraken произошло 11 миллиардов лет назад, когда Млечный Путь был в четыре раза менее массивным», - объясняет Крюйссен. «В результате столкновение с Кракеном должно быть действительно изменило то, как Млечный Путь выглядел в то время».
Возможно, что произошло много других, более мелких галактических столкновений, которые не привели к образованию шаровых скоплений, но это исследование не предназначалось для их каталогизации.
Интересно, что Круйссен и его коллеги также обнаружили, что, хотя эти столкновения галактик представляют собой самые важные события в истории Млечного Пути, они внесли всего около миллиарда звезд, что примерно соответствует массе звездного гало, но это капля в море по сравнению со спиралью отпечатанный диск. Большинство наших звезд образовалось в нашей галактике.
ЧТО В любом случае ЗНАЧИТ «СРЕДНИЙ»?
Хелмер Коппельман (Институт перспективных исследований, Принстон), который не принимал участия в исследовании, называет его «увлекательным резюме истории слияний Млечного Пути».
Но следует помнить о некоторых философских оговорках. Во-первых, хотя исследование основано на моделировании галактик, которые в среднем похожи на Млечный Путь, Коппельман объясняет, что «средней галактики может не существовать, а это означает, что каждая галактика имеет свои особенности».
Моделирование предполагает не только «средний» Млечный Путь, но и конкретную вселенную. Другие симуляции - а их очень много - могут дать другие результаты. Фактически, изучение истории образования галактик отчасти вызвано желанием проверить, насколько хорошо смоделированные вселенные отражают реальность.
«В каком-то смысле авторы предоставили для этого отличный тест», - говорит Коппельман. «Независимые будущие исследования, которые либо согласны, либо не согласны с историей слияний, представленной в документе, могут сказать нам, являются ли модели точными или нет».
Очевидно, что предстоит еще много работы по восстановлению запутанной истории нашей галактики, но это исследование обеспечивает связную основу для этих усилий.
