Gaia-pølsen:Den store kollision, der ændrede Mælkevejsgalaksen

Et internationalt hold af astronomer har opdaget en gammel og dramatisk frontalkollision mellem Mælkevejen og et mindre objekt, døbt "Pølse"-galaksen. Det kosmiske styrt var en afgørende begivenhed i Mælkevejens tidlige historie og omformede strukturen af ​​vores galakse, danner både dens indre bule og dens ydre glorie, astronomerne rapporterer i en række nye artikler.

Astronomerne foreslår, at for omkring 8 milliarder til 10 milliarder år siden, en ukendt dværggalakse smadrede ind i vores egen Mælkevej. Dværgen overlevede ikke sammenstødet:Den faldt hurtigt fra hinanden, og vraget er nu overalt omkring os.

"Kollisionen flåede dværgen i stykker, lader dens stjerner bevæge sig i meget radiale baner", der er lange og smalle som nåle, sagde Vasily Belokurov fra University of Cambridge og Center for Computational Astrophysics ved Flatiron Institute i New York City. Stjernernes stier fører dem "meget tæt på midten af ​​vores galakse. Dette er et tegn på, at dværggalaksen kom ind i en virkelig excentrisk bane, og dens skæbne var beseglet."

De nye papirer i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , The Astrophysical Journal Letters og arXiv.org skitserer de fremtrædende træk ved denne ekstraordinære begivenhed. Flere af papirerne blev ledet af Cambridge kandidatstuderende GyuChul Myeong. Han og kolleger brugte data fra Den Europæiske Rumorganisations Gaia-satellit. Dette rumfartøj har kortlagt stjerneindholdet i vores galakse, registrerer stjernernes rejser, mens de rejser gennem Mælkevejen. Tak til Gaia, astronomer kender nu vores himmelske naboers positioner og baner med hidtil uset nøjagtighed.

Stjernernes stier fra den galaktiske fusion gav dem navnet "Gaia-pølsen, " forklarede Wyn Evans fra Cambridge. "Vi plottede stjernernes hastigheder, og pølseformen sprang bare ud af os. Da den mindre galakse brød op, dens stjerner blev kastet på meget radiale baner. Disse Sausage-stjerner er det, der er tilbage af den sidste store fusion af Mælkevejen."

Mælkevejen fortsætter med at kollidere med andre galakser, såsom den sølle Sagittarius dværggalakse. Imidlertid, pølsegalaksen var meget mere massiv. Dens samlede masse i gas, stjerner og mørkt stof var mere end 10 milliarder gange vores sols masse. Da pølsen styrtede ind i den unge Mælkevej, dens gennemborende bane forårsagede en masse kaos. Mælkevejens skive var sandsynligvis oppustet eller endda brækket efter sammenstødet og ville have været nødt til at vokse igen. Og pølseaffald blev spredt rundt omkring i de indre dele af Mælkevejen, skaber 'bulen' i galaksens centrum og den omgivende 'stjerneglorie'.

Numeriske simuleringer af den galaktiske mashup kan gengive disse funktioner, sagde Denis Erkal fra University of Surrey. I simuleringer drevet af Erkal og kolleger, stjerner fra Sausage-galaksen går ind i udstrakte baner. Banerne forlænges yderligere af den voksende Mælkevejsskive, som svulmer og bliver tykkere efter sammenstødet.

Bevis på denne galaktiske ombygning ses i stierne af stjerner, der er arvet fra dværggalaksen, sagde Alis Deason fra Durham University. "Pølse-stjernerne vender alle rundt i omtrent samme afstand fra centrum af galaksen." Disse U-vendinger får tætheden i Mælkevejens stjerneglorie til at falde dramatisk, hvor stjernerne vender retninger. Denne opdagelse var især glædelig for Deason, der forudsagde denne orbitale pileup for næsten fem år siden. Det nye værk forklarer, hvordan stjernerne faldt ind i så smalle baner i første omgang.

Den nye forskning identificerede også mindst otte store, sfæriske klumper af stjerner kaldet kuglehobe, der blev bragt ind i Mælkevejen af ​​Pølse-galaksen. Små galakser har generelt ikke deres egne kuglehobe, så Sausage-galaksen må have været stor nok til at være vært for en samling af klynger.

"Mens der har været mange dværgsatellitter faldet ned på Mælkevejen i løbet af dens levetid, dette var den største af dem alle, " sagde Sergey Koposov fra Carnegie Mellon University, der har studeret pølsestjernernes og kuglehobenes kinematik i detaljer.