Телескоп Gaia помог определить момент поглощения Млечным Путем галактики-«сосиски»

Астрономы при помощи данных с космического телескопа Gaia смогли реконструировать слияние Млечного Пути с карликовой галактикой «Гайя-Энцелад», известную также как «галактика-сосиска», и выяснили, что это событие произошло примерно десять миллиардов лет назад. Оказалось, что масса этой галактики могла составлять четверть от общей массы Млечного Пути, а само слияние привело к всплеску звездообразования и сыграло значительную роль в формировании диска нашей галактики. Статья опубликована в журнале Nature.

Одними из главных механизмов роста галактик являются гравитационные взаимодействия между ними, приводящие к слиянию галактик в единую систему. Предполагается, что в ближайшем будущем Млечный Путь поглотит Магеллановы Облака (свои карликовые галактики-спутники), то же самое сделает и ближайшая к нам крупная спиральная галактика М31 или Туманность Андромеды со своими галактиками-спутниками, а примерно через 4,5 миллиарда лет обе большие галактики сольются воедино. При этом подобные события, происходившие в прошлом с галактиками, можно отследить, изучая химический состав и динамику звездного населения.

В конце 2018 года данные телескопа Gaia помогли определить, что Млечный Путь содержит около 30 тысяч звезд, которые имеют необычные вытянутые орбиты и образовывают отдельную последовательность на диаграмме цвет-звездная величина. Сравнение данных наблюдений с компьютерными моделями привело ученых к выводу, что эти звезды принадлежат к карликовой галактике, поглощенной Млечным Путем несколько миллиардов лет назад. Распределение скоростей звезд-«пришельцев» в фазовом пространстве имело характерную вытянутую форму — поэтому ученые прозвали эту «съеденную» галактику «галактикой-сосиской», она же -  «Гайя-Энцелад». Расчет показал, что в результате слияния в Млечном Пути оказалось как минимум восемь шаровых скоплений и около 50 миллиардов масс Солнца в виде звезд, газа и темной материи. Однако существовала большая неопределенность с датировкой этого события.

Группа испанских и итальянских астрономов во главе с Карме Галларт (Carme Gallart) из Института астрофизики на Канарских островах смогла построить достаточно точное распределение звезд по возрасту и металличности в диске и внутреннем гало Млечного Пути, на расстояниях до 6,5 тысяч световых лет от Солнца, используя диаграммы цвет-звездная величина, созданные по данным телескопа Gaia, а затем сравнила их с различными моделями формирования нашей галактики.

Оказалось, что звездное население толстого диска охватывает более широкий возрастной диапазон, чем звезды из двух субпопуляций в гало — «синей» (малый уровень металличности) и «красной» (высокий уровень металличности). «Синяя» популяция связана со слиянием галактики «Гайя-Энцелад» и Млечного пути, которое произошло около десяти миллиардов лет назад, при этом общая масса «Гайи-Энцелада», по оценкам, могла составлять около одной четверти общей массы Млечного Пути. «Красная» популяция представляет собой звезды, образовавшиеся до слияния, в первые три миллиарда лет жизни Млечного Пути.

Слияние двух галактик дало приток газа в нашу галактику, что привело к всплеску активного звездообразования 9,5 миллиардов лет назад и формированию толстого диска. В дальнейшем, около 8–6 миллиардов лет назад, часть газа оказалась в составе тонкого диска, в котором процессы формирования новых звезд продолжаются до сегодняшнего дня.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли доказательства того, что два миллиарда лет назад галактика Туманность Андромеды полностью поглотила крупную соседнюю галактику, третьего по величине члена Местной группы.

Александр Войтюк