Столкновение с другой галактикой сделало Млечный Путь толще

Столкновение с другой галактикой около 10 миллиардов лет назад наполнило окраины Млечного Пути новыми звездами и сделало его диск толще, сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature.

Несмотря на то, что астрономы уже давно изучают Млечный Пути, наши знания о нем все равно содержат много пробелов. Например, исследователей давно занимает вопрос о том, каким образом образовалось его гало — масштабная структура из звезд, темной материи и газа, которая окружает галактический диск. Согласно современным моделям, оно могло сформироваться в результате неоднократных столкновений с другими, более компактными галактиками, остатки которых были поглощены Млечным Путем. Однако точное число этих столкновений, а также когда они произошли, до сих пор оставалось неизвестным.

Амина Хельми (Amina Helmi) из Гронингенского университета вместе с коллегами нашла ответ на этот вопрос. Астрономы заключили, что основная часть внутреннего гало Млечного Пути сформировалась в результате столкновения с менее массивной галактикой около 10 миллиардов лет назад. К такому выводу исследователи пришли, проанализировав химический состав, возраст, распределение и траекторию движения звезд из каталога, полученного телескопом Gaia.

Анализируя данные, ученые заметили, что значительная часть звезд гало, находящихся вблизи Солнца, связана с некоторой большой кинематической структурой. Сравнение распределения скоростей небесных тел с результатами моделирования столкновения Млечного Пути с другой галактикой показывает, что, скорее всего, они являются «пришельцами». В пользу этой гипотезы также говорит и содержание в светилах стабильных элементов, образованных в результате альфа-процесса, и железа.

Альфа-элементы производятся, когда умирают крупные звезды и происходит взрыв сверхновой II типа, а железо — при взрыве сверхновой типа I, который возникает в двойных системах. Обычно галактиках соотношение [α/Fe] в звездах со временем уменьшается (в то время как их металличность [Fe/H] возрастает). Как показывают данные Gaia, многие звезды, входящие в состав кинематической структуры, имеют низкое содержание альфа-элементов, что также говорит в пользу их внегалактического происхождения. Кроме того, они имеют различную металличность, что указывает на то, что они формировались постепенно, а не в результате единой вспышки звездообразования.

Согласно расчетам астрономов, галактика, которая получила название Гайя—Энцелад, имела массу 6×10⁸ солнечных. Ее можно сравнить с Малым Магеллановым Облаком, карликовой галактикой-спутником Млечного Пути. Столкновение с объектом такого размера должно было разогреть молодой галактический диск, сформировав более толстый современный диск. 

С помощью данных Gaia астрономы также смогли создать новую трехмерную карту Млечного пути, а также уточнить скорость расширения Вселенной. Также ученым удалось с помощью телескопа определить точное расстояние до Полярной звезды.

Кристина Уласович